MUSZAKI SZEMLE Tartalomjegyzék dr. Horváth Ferenc Az erdélyi vasútépítések elozményei...3

MUSZAKI SZEMLE

Tartalomjegyzék

13. szám 2001. A szerkesztoség címe: 3400 Kolozsvár, B-dul 21. Decembrie 1989., nr. 116. Tel/fax: 40-64-190825, 194042 Levélcím: RO - 3400 Cluj, C.P. 1-140. E-mail: [email protected] Web-oldal: http://www.emt.ro Bankszámlaszám: Societatea Maghiara Tehnico-Stiintifica din Transilvania BCR-Cluj 2511.1-815.1 (ROL)

Szerkesztobizottság elnöke: Dr. Köllo Gábor

dr. Horváth Ferenc Az erdélyi vasútépítések elozményei...........................................3 dr. Kazinczy László Az európai nagyvárosok regionális közlekedésének fejlodési irányai................................... Keresztes Péter MOSFET kapcsolóeszközök VHDL szimulációja ....................17 dr. Köllo Gábor, Orbán Zsolt Az ágyazatátvezetéses vasúti hidak terhelése ............................23

Szerkesztobizottság tagjai:

Molnár László, dr. ing. Mihalik András Dr. Bíró Károly, Dr. Kása Zoltán, Dr. Majdik Kornélia , Dr. Maros Dezso, Dr. Puskás Ferenc, Dr. Vodnár János

A Bodajk–Balinka állomásközben bekövetkezett rézsukárosodás helyreállítása eloregyártott vasbetonelemekbol kialakított szivárgó földtámrendszerrel......30

Kiadja: Erdélyi Magyar Muszaki Tudományos Társaság – EMT Societatea Maghiara Tehnico-Stiintifica din Transilvania Ungarische Technisch-Wissenschaftliche Gesellschaft in Siebenbürgen Hungarian Technical Sciences Society of Transylvania

Felelos kiadó: Égly János az EMT kiadói elnökhelyettese

ISSN 1454-0746

www.emt.ro [email protected]

2

Muszaki Szemle • 13

Technikatörténet Az erdélyi vasútépítések elozményei dr. Horváth Ferenc ny. MÁV mérnök, fotanácsos

Erdély közlekedése a vasútépítéseket megelozo idoszakban A bányászat, az ipar és a mezogazdaság nagyobb mértéku fejlodését Erdélyben a XIX. században hátráltatta a közlekedés elmaradottsága. A közlekedés és a szállítás az országnak ezen a vidékén is a vasút megjelenéséig a közutakon és a folyókon bonyolódott le. A megfelelo úthálózat kiépítését azonban megnehezítették a terepviszonyok, elsosorban a magas hegységek, az anyagi fedezet és az útügyi szervezet hiánya. Megkönnyítette viszont, hogy követ mindenütt nagy mennyiségben lehetett bányászni. A folyamatos vízi szállítást a folyók változó vízállása akadályozta. Az erdélyi útépítések elso nyomai a római birodalomig vezetnek vissza. Dácia területén a rómaiak hadi célokra már idoszámításunk elso évszázadában utakat és hidakat építettek a Maros völgyében, az Al-Duna mentén. Írásos emlékek vannak az akkori Napoca (Kolozsvár) és Potaissa (Torda) közötti útról, és az Al-Dunai útról. Rómaiak által épített út vezetett Hunyad vármegyétol keletre, Kolozsvártól, Szamosújvártól és Désaknától északra és keletre. A magyar honfoglalás után Erdély felé a legfontosabb tiszai átkelohely Szolnok lett. Erdély foközlekedési útjai a Maros völgyén keresztül az Arad– Gyulafehérvár–Ojtoz szoros, továbbá Nagyvárad–Kolozsvár–Gyulafehérvár, Szatmár–Dés–Borgói hágó voltak. A XI–XII. századtól kezdve ezeken a vásáros, sajtos, sós jelzovel nevezett utakon folyt a kereskedelem és ezeken szállították a sót is Erdély bányáiból, foraktáraiból Szolnokra és Szegedre. A XIV. és XV. században Magyarország jele ntosebb kereskedelmi útjai között kiépített útként tartották nyilván a Szeged–Arad–Gyulafehérvár– Nagyszeben–Brassó, a Szolnok–Nagyvárad–Kolozsvár–Gyulafehérvár, a Kolozsvár–Dés–Beszterce, a Nagyvárad–Arad utakat. Ezekbol a Nagy Szamos, a Tömösi és az Olt völgyében vezetett tovább az út Bukovina és a Havasalföld felé. A török hódoltság idején az erdélyi fejedele mségbol a kereskedelmi út a magyar királyság területére északon, Szatmáron és Kassán át haladt, de élénk volt a forgalom Moldva és Havasalföld irányába is. Erdély és a törökök által megszállt terület közötti kereskedelem pedig Szolnokon át bonyolódott le. Szolnok a török közigazgatás központja és forgalmas tiszai átkelohely lett, ahol már 1562-ben fahidat építettek a folyón.


A török hódoltság megszunése után ismét a Nagyváradon és Aradon át vivo utakra terelodött a forgalom. A XVIII. század végén és a XIX. század elején az Erdélybe vezeto fontosabb útvonalak: Tokaj– Nagykároly–Szatmár–Nagybánya–Dés–Kolozsvár, Nagybánya–Máramarossziget, Dés–Beszterce–Marosvásárhely–Segesvár–Szeben, Nagyvárad–Kolozsvár–Szászsebes, Kolozsvár–Dés, Szeged–Temesvár–Lugos–Déva–Szeben–Brassó, Nagyvárad– Arad–Temesvár–Fehértemplom és Temesvár– Orsova voltak (1. ábra).

1. ábra Kelet–Magyarország és Erdély úthálózata 1810-ben

II. József által kidolgoztatott és 1785-ben jóváhagyott magyarországi közútfejlesztési terv Erdély területén két közút kiépítését tartalmazta, a Pest– Szeged–Temesvár–Báziás–Orsova–Petrozsény és az ebbol kiágazó Szeged–Arad utakat. Az 1790/91-es országgyulés bizottsága által öszszeállított törvényjavaslat 12 útvonala közül szintén ketto vitt Erdélybe, Pesttol Szolnokon, Debrecenen, Nagyváradon át Kolozsvárig és Pesttol Szegeden, Temesváron át Nagyszebenig. Az 1825/27. évi országgyulés 12 közút kiépítését határozta el, közöttük a hatos számú volt a Pest-Kolozsvár, hetes a Pest–Szeben útvonal. Az 1836. évi XXV. törvénycikk 13 irányt jelölt meg (2. ábra).

3

2. ábra Az 1836. évi XXV. törvénycikkben megjelölt fo közlekedési irányok A XIX. század negyvenes éveiben az élénkülo kereskedelem hatására egyre többen kezdtek Magyarországon foglalkozni a közutak állapotával, kiépítésük és fenntartásuk szükségességével. Gróf Széchenyi István 1848. évben kiadott neves „Javaslat"-ában, a hazai közlekedéshálózat fejlesztési tervében az országosan kiépítendo utak közé sorolta az Erdély határáig vezeto Szeged–Arad–Tótvárad, Nagyvárad–Arad–Fehértemplom, Arad–Orsova, Nagyvárad–Csucsa, Debrecen–Somlyó, Szatmár– Sziget, Szatmár–Nagybánya–Borsa, Szatmár– Nagysomkút utakat. Az akkori Erdély területén lévo többi út építési irányát nem részletezte. Az abszolutizmus idoszakában, 1850-ben meghatározták az állami és országos úthálózathoz tartozó közutakat, 1851-ben kiadták az utak fenntartását célzó közmunka rendeletet. 1853-ban bevezették az általános útvámrendszert, majd a vámegyenértéket, amelynek bevételét az utak fenntartására fordították. A kiadott rendelkezések a magyar országrészek közül a leghatásosabbak Erdélyben voltak, ahol a közmunkát a legnagyobb mértékben az utak fenntartására fordították. Az állami közút hálózatba Erdély akkori gazdasági központjából, Nagyszebenbol Pest felé, a Bánátba, Bukovinába, Romániába vezeto utakat vették fel. Az állami tervezett úthálózat hossza akkor 173.4 mérföld (1315 km) volt, és hozzá tartoztak a Nagyszeben–Arad, a Nagyszeben–Székelyudvarhely–Csíkszereda–Gyimesi szoros, a Nagyszeben–Vöröstoronyi szoros, a Nagyvárad–Kolozsvár–Beszterce(–Dorna Watra), a Torda– Gyulafehérvár, a Torda–Marosvásárhely–Beszterce, a Dés–Nagybánya, a Lugos–Déva és a Brassóból a Tömösi és az Ojtozi szorosba vezeto utak. Az erdélyi vasútépítkezések megindulása elotti idoszakban, 1860-ban 230 mérföld (1745 km) közepes állapotban lévo út volt Erdélyben és különösen nagy gondot fordítottak az országhatáron át kelet felé vezeto utak rendbehozatalára. Az erdélyi

4

utak kiépítését támogatta az osztrák kormányzat is a birodalom katonai és gazdasági érdekei miatt. A közutak állapotának javulásával együtt növekedett a személy- és teherszállítást ellátó postakocsi útvonalak száma. A postai szállítások története azonban Erdélyben jóval hosszabb múltra tekinthet vissza. A postai szállítás elodjérol a „futókövetekrol, levélviselokrol” említést tesz már Szent László király törvénye. A futárok szolgálatát felhasználó helységek között az Anjouk korában megtalálható Kolozsvár neve. A XVI. század közepén Matthias Taxis Magyarország fopostamestere már postajáratot szervezett, amely Pozsonyon, Kassán, Zilahon és Kolozsváron át hetenként közlekedett Nagyszebenig és Déváig. Sok írásos emlék maradt fenn az erdélyi futárintézményrol a fejedelemség idejébol. 1643-ban I. Rákóczi György postai rendtartást adott ki, amely említette a Gyulafehérvár–Kolozsvár–Nagyvárad postavonalat is. A XVII. század végén I. Lipót császár miután Erdély az uralma alá került – Nagyszebenben postaigazgatóságot állíttatott fel, ahonnan postavonal indult Kolozsvárig, Brassóig és Déváig. 1704-ben II. Rákóczi Ferenc fejedelem megszüntette az osztrák postát és a magyar posta déli fovonalának végállomásává Kolozsvárt tette. A Rákóczi szabadságharc leverése után ismét a bécsi cs. és kir. Postaigazgatóság irányítása alá került az erdélyi posta. 1722-tol a hetes számú útvonal vezetett Bécsbol Erdélybe, Pozsonyon, Kassán, Désen, Kolozsváron, Nagyszebenen át Brassóig. Erdély területén ekkor 32 postaállomás muködött, levélpostát, rendkívüli postát és utasokat szállított. Kolozsvárott a posta ekkor a korabeli feljegyzések szerint Petz deák házában muködött. Mária Terézia uralkodása alatt a XVIII. század közepén vezették be a gyorskocsik közlekedését. Gyorskocsi járatot indítottak Pesttol Temesváron át Nagyszebenig. II. József új igazgatási kerületekbe szervezte a postát, az erdélyi igazgatóság székhelye Nagyszeben lett, ahonnan postajáratok indultak Segesvárra, Fogarasra, Brassóba és Kolozsvárra. 1809-ben Buda és Kolozsvár között hetenként egyszer, majd kétszer, késobb naponta közlekedett postakocsijárat. 1821-ben új járatokat indítottak Temesvár–Arad és Nagyvárad között. Ezeket a járatokat a temesvári és nagyszebeni postakocsi expedíció irányította. A XIX. század elso felében, 1835-tol kezdve magánvállalatok is bekapcsolódtak a postai szállításokba. Ekkor alakította meg válla lkozását Kolozsvárott az Olaszországból áttelepült Gaetano Biasini, aki gyorskocsi járatot indított Kolozsvártól Szolnokon át Pestig, illetve Szebenen és Brassón át Bukarestig. Hasonló vállalkozó volt Kolozsvárott Lobmayer is.


A szabadságharc leverése után nyolc postaigazgatóságot szerveztek Magyarországon, ezek között volt a nagyváradi, a temesvári és a nagyszebeni. A vasútvonal magyarországi elterjedése fokozatosan megváltoztatta a postai közlekedést is. Gyorskocsikat csak ott közlekedtettek, ahol még nem épült meg a vasútvonal. Így 1847-tol a pest– szolnoki vasútvonal megnyitása után az erdélyi utasok Pestrol már vonaton utaztak Szolnokig és a postakocsik csak innen indultak Kolozsvárra. Az erdélyi vasútvonalak kiépültével Erdélyben is fokozatosan visszaszorult a személyszállító postakocsik használata. 1884-ben Erdélyben már csak Dés–Beszterce–Tihuca, Segesvár–Csíkszereda között járt személyszállító postakocsi. 1893. év végével pedig ez is megszunt. A levélposta szállítást is fokozatosan átvette a vasút. 1853-ban a dél felé meno levélpostát Ceglédig vitte a vasút, innen indult lovasposta Aradra, Szebenbe, Brassóba. Késobb Nagykorösrol, majd Szegedrol járt a lovasposta Aradra, Temesvárra és Orsovára. 1868-ban lépett üzembe a mozgóposta Bécs és Pest között, 1869-ben a Pest–Temesvár– Báziás és Pest–Arad–Gyulafehérvár, 1875-ben a Püspökladány–Kolozsvár vonalakon. A HÉV vonalak kiépültével pedig a mellékvonalakon is fokozatosan a vasút végezte a postaszállítást. Az erdélyi posta központja az abszolutizmus korában kiadott rendelet alapján még hosszú ideig Nagyszeben maradt és csak 1892-ben helyezték át a postaigazgatóságot Kolozsvárra. A távíróforgalom Temesvár és Brassó között 1853-ban indult meg, majd rövidesen bekapcsolták a hálózatba Kolozsvárt, Gyulafehérvárt és Besztercét is. A század végén pedig már kiépült a telefonhálózat is. A közutakon kívül Erdélyben a másik közlekedési, szállítási lehetoséget a vízi utak nyújtották, de a vízállás és az idojárás miatt ezeket csak idoszakonként lehetett használni, akkor is inkább csak csekély merülésu hajókkal, tutajokkal. A folyók egy része (Szamos, Körösök, Maros, Küküllo, Temes) a Tisza vízgyujto területébe tartozik, másik része (Olt, Zsil) a Kárpátokon áttörve ömlik a Dunába. A sokszor kedvezotlen vízállási viszonyok ellenére is jelentos volt a szállított áruk mennyisége. A Tiszán Máramarosból a múlt század közepén évente 100-120 ezer tonna sót vittek a tokaji, szolnoki sóházakig, ahonnan közúton fuvarozták az árut tovább. Ezenkívül nagy mennyiségu ko és faanyag érkezett az Alföldre a Tiszán. A Maroshoz közel eso sóbányákból a Maroson szállították a sót a szegedi raktárakig, innen részben közúton, részben hajón tovább lefelé a Tiszán, illetve a Dunán felfelé. Jelentos volt a fa és koszállítás is a Maroson, sot még a Szamoson és a Körösökön is.


A vízi szállításokhoz élénk hajóipar fejlodött ki a Tisza–mentén, de több hajóépíto muhely volt a Maros mellett Erdélyben is, például: Szászrégenben és a helyi tutajépíto társaság anyagilag részt vett a Marosvásárhely–Szászrégen helyiérdeku vasút építésében is. Kedvezo volt a vízi közlekedés helyzete a Bánságban, ahol a Béga és a Temes szabályozása és a csatorna építése jó víziutat létesített a Tiszához, illetve ezen keresztül az Al–Dunához. A hazai gozhajózás megindítása után nemcsak a Tiszán, hanem mellékfolyóin is próbálkoztak a gozhajók rendszeres közlekedtetésével. Gozhajó kkal azonban a Maroson csak Aradig, a Körösön Gyomáig, a Bégán Temesvárig lehetett járni. Kisebb hajókkal, evezosökkel a Maroson Marosújvárig, a Körösön Békésig, a Szamoson Szatmárig tudtak felmenni. Az elso vasútvonalak megnyitása Szolnokig (1847), Szegedig (1854), Tokajig (1859) változást eredményezett a szállításban. A Tiszán és a Maroson szállított áruk e városok raktáraiból nagyobb részt vasúton folytatták útjukat az ország többi területei felé. További változást hozott a vízi szállításokban az Elso Erdélyi, a Magyar Keleti és a Magyar Északkeleti Vasút vonalainak 1868-1873 közötti üzembe helyezése, majd a többi erdélyi, illetve helyiérdeku vasútvonal megnyitása.

Javaslatok Erdély vasúthálózatának kiépítésére Erdélyben is ugyanúgy, mint Magyarország többi részén a közúti és vízi közlekedés fejletlensége miatt a kereskedelem, a bányászat, az ipar és a mezogazdaság szállítási gondjait vasútvonalak építésével kívánták megoldani a XIX. század második felében. Erdély vasúthálózatának kialakítása mindig szerves részét képezte a magyarországi vasútfejlesztési terveknek. Több esetben, így 1848-ban és 1867-ben is az anyaország és Erdély kapcsolatának szorosabbá tétele érdekében kiemelten foglalkozott ezzel a kérdéssel a magyar országgyulés, és törvénybe foglalta az erdélyi összeköto vasút megépítését. Az elso erdélyi vasútépítési tervek útvonala nagyobb részt megegyezett a közutakéval, minthogy a kereskedelem ezek mentén alakult ki. Az 1836. évi XXV. törvénycikk 13 útiránya közül ketto vezetett Erdélybe Nagyváradon át Kolozsvárig és Aradon át Nagyszebenig, de a törvény még nem határozta meg, hogy ezeket közútként vagy vasútként építsék meg. Az 1843. évi IV. törvénycikk már több vasútvonal építését írta elo a fováros és Erdély összekötése érdekében. Ezek voltak: Pest–Szolnok–Debrecen– Szatmárnémeti–Máramarossziget, ebbol kiágazóan Szolnok–Arad–Gyulafehérvár–Nagyszeben–Brassó,

5

illetve Pest–Cegléd–Szeged–Temesvár–Nagyszeben vonalak. A magyar vasúthálózat kialakítására a legnagyobb hatást gróf Széchenyi István 1848-ban megjelent javaslata gyakorolta. Széchenyi 2260 km hosszú vasútépítési tervezetében Erdélybe a Szolnok–Debrecen–Szatmárnémeti–Zilah–Kolozsvár és az ebbol kiágazó Debrecen–Nagyvárad szárnyvonal, továbbá a Szolnok–Arad–Gyulafehérvér– Székelyudvarhely–Ojtozi szoros és ennek Arad– Temesvár közötti szárnyvonala vezetett. Javaslata eltért a korábbi útirányoktól, Kolozsvárt nem Nagyvárad felol a Sebes–Körös völgyében közelítette meg, hanem észak felol, Szatmárnémetin és Zilahon keresztül, és a román fejedelemséggel pedig a nemzetközi vasúti forgalmat az Arad– Károlyfehérvár Udvarhely–Ojtozi szoros vonalon át javasolta felvenni. A múlt század közepén készült több olyan osztrák birodalmi vasúthálózat-fejlesztési terv is, amely tartalmazott magyarországi, illetve erdélyi vasútépítést is. Az 1848-as szabadságharcot megelozo idoszakban Metternich kancellár felkérésére az ismert német közgazdász, Friedrich List által összeállított birodalmi vasúthálózati javaslatban Erdélybe a Pest–Szolnok–Debrecen–Kolozsvár–Gyulafehérvár, illetve a Pest–Kecskemét–Csongrád–Arad– Temesvár vasútvonalak vezettek. A szabadságharc bukását követoen 1851-ben az abszolutizmus korszakában Bruck osztrák kereskedelmi miniszter által jóváhagyott terv a Szolnok–Arad–Piski–Gyulafehérvár–Kolozsvár, ebbol kiágazó Gyulafehérvár–Nagyszeben–Brassó, Szeged–Temesvár, illetve az Arad– Temesvár–Fehér templom vasútvonalakat tartalmazta. A másik ugyanebben az idoben készített javaslatban Brassót kötötte össze vasút Aradon, Szegeden, Szabadkán, Pécsen, Nagykanizsán és Zágrábon át Ausztriával. Nagyjából ugyanebben az idoszakban tette közzé Karl Ghega, a neves osztrák vasútépíto mérnök, a bécsi Központi Vasútépítési Igazgatóság egyik vezetoje a magyarországi vasúthálózat-fejlesztési javaslatát és ez az Erdélybe vezeto Szeged–Temesvár–Báziás, Szolnok–Arad–Temesvár, Debrecen– Nagyvárad–Arad, Debrecen–Szatmárnémeti–Zi lah–Kolozsvár–Gyulafehérvár–Brassó vasútvonalakat foglalta magában. Nemzetközi összeköttetést is tartalmazott ez a terv a román fejedelemséggel, a Gyulafehérvár–Brassó vonalból kiindulva a Vöröstoronyi szoroson át. Az abszolutizmus korában a hazai érdekek ügyében fellépo Országos Magyar Gazdasági Egylet és az egylet egyik vezéregyénisége Honán Erno terveiben (1856-1862 években készültek) a Nagyvárad–Kolozsvár–Székelykocsárd–Tövis–Brassó és a Székelykocsárd–Gyergyószentmiklós vasútvonalak építését tartotta szükségesnek. Ugyanebben az

6

idoben az erdélyi városokban vasutak építését szorgalmazó egyletek, társaságok alakultak és készíttettek vasútépítési terveket. Az erdélyi vasúthálózat fovonalainak kialakítása az 1867-es kiegyezés után a második felelos magyar kormány közmunka és közlekedésügyi miniszterének, Erdély nagy szülöttjének, gróf Mikó Imrének a tervei alapján valósult meg (3. ábra). Magyarországon az 1867-es kiegyezésig a vasútvonalak megépültek kelet felé Debrecenig, Nagyváradig, Aradig, Temesvárig, Báziásig, de ezektol a városoktól keletre nem vezetett vasút. Mikó Imre 4820 km hosszú, 25 vasútvonalat tartalmazó tervezetében a második helyen a Nagyvárad–Kolozsvár–Segesvár–Brassó–Bodza szoros (540 km) és az ebbol kiágazó Kocsárd– Károlyfehérvár (késobbi: nevén Gyulafehérvár) (13 km), az ötödik helyen a Debrecen–Nagykároly– Szatmárnémeti–Tekeháza (Királyháza) (140 km), a 19. szám alatt az Arad–Temesvár (55 km) állt, míg a 20. a Temesvár–Orsova (174 km), a 21. az Arad– Károlyfehérvár–(Alvinc) (203km) és az ebbol kiágazó Piski–Petrozsény (78km) a 22. a Kapus– Szeben ág (40 km), a 23. a Brassó–Csíkszereda– Gyergyószentmiklós (119 km), a 24. a Székelykocsárd–Maros–vásárhely ágvonal (51 km) és a 25. a Kolozsvár–Dés–Beszterce vonal (102 km) volt. Mikó Imre Erdélyben tervezett valamennyi vasútvonala megépült, azzal a csekély különbséggel, hogy Románia felé a nemzetközi vonalat nem a Bodza, hanem a mellette lévo Tömösi szoroson keresztül vezették.

3. ábra Gróf Mikó Imre, a második felelos magyar kormány közmunka és közlekedésügyi minisztere


Mikó Imrét követo Tisza Lajos miniszter folytatva elodje munkáját 1873-ban új vonalakkal egészítette ki Mikó programját, amelynek Erdélyre vonatkozó fejezetében három nemzetközi vonalat tervezett a román fejedelemségbe: Ditrótól a Gyimesi, Brassótól a Tömösi, Petrozsénytol a Vulkán szoroson át, továbbá összeköto vonalak létesítését Karánsebes–Hátszeg, Nagyvárad–Érmihályfalva, Becskerek–Vojtek, Marosvásárhely–Gyergyószentmiklós, Szatmár–Dés– Szászrégen között. A tervezetet az országgyulés nem tárgyalta, késobb a tervbe felvett vonalak közül azonban néhány megépült. Ezt követoen átfogó magyarországi vasútháló zat-fejlesztési terv már nem készült. A fovonalakat a vasúttársaságok és a MÁV, a mellékvonalakat a HÉV társaságok építették, részben az országgyulés, részben az illetékes miniszter engedélye alapján.

Az erdélyi vasútépítési tervek kezdeti idoszakának eseményei Széchenyi István vasútépítési programjának megvalósítását, mint az elso felelos magyar kormány közmunka és közlekedésügyi minisztere 1848 tavaszán tudta elkezdeni. Az 1848. évi XXX. törvénycikk, amely „a felelos miniszterségnek a közlekedési tárgyak körüli teendoirol" szólt, felhatalmazta a kormányt 10 millió Ft hitel felvételére, ebbol 8 milliót a vaspályák létesítésének céljaira. A kormány a hitelbol a Magyar Középponti Vasútnak szándékozott kölcsönt nyújtani, és további vasútvonalak építését támogatni. A támogatott vasutak között volt az erdélyi Nagyvárad–Kolozsvár vonal is. A törvény megjelenését követoen rövid ido múlva kitört a szabadságharc és ez megakasztotta a tervezett vasutak építésének megkezdését. Az abszolutizmus idején – minthogy az osztrák kormány az államvasúti rendszer híve volt – államosították a meglévo társasági vasutakat és álla mvasúti építkezésként folytatták a Cegléden, Szegeden és Temesváron át a Bánságba vezeto vasútvonal építését, ahol a kincstárnak hatalmas uradalmai, bányái és gyárai voltak. Az állami költségvetésbol épített vasút azonban csak Szegedig jutott el. 1855ben az épülofélben lévo vasutakat a kormányzat az államháztartásban mutatkozó nehézségek miatt magántársaságoknak adta el. A Szegedtol–Báziásig terjedo vasútvonal építési engedélyét az Osztrák Államvasúttársaság – a megtéveszto név ellenére francia toke-érdekeltségu magánvállalkozás – a Szolnoktól Aradig és Nagyváradig vezeto vasútvonalat pedig a Tiszavidéki Vasút kapta meg. Ez a két társaság 1856. és 1858. között befejezte és üzembe helyezte ezeket a vonalakat. 1858-ban tehát eljutott a vasút Erdély kapujába Nagyváradra, Aradra és a Bánságba az Al–Dunáig.


Ekkor lángolt fel az elso nagy vita az erdélyi vasútvonalak további vonalvezetésérol, hogy merre vezessen a vasút Kolozsvár vagy Nagyszeben felé? Ennek a vitának az alapja nemcsak a két nagyváros, a zömében magyar lakosságú Kolozsvár és a szászajkú Nagyszeben versengése volt, hanem közrejá tszottak a különleges erdélyi terepviszonyok, a hegységek, a folyóvölgyek elhelyezkedése, a vasút továbbvitelének lehetosége és az érintett területek gazdasági érdekei is. Az erdélyi vasútvonalak tervezésénél és építésénél, de késobb a fenntartásuknál is sok nehézség adódott. A legnagyobb gondot a hegyes terep és a talaj minosége okozta. Ez megnyilvánult már Erdély határainál is és ezen belül Erdély egész területén. Erdélyt az anyaországtól magas hegységek választották el, így a vasútvonalakat kisebb munkával csak a Tisza, a Szamos, a Körösök, a Maros és a Temes folyók völgyében lehetett Erdély területére vezetni. Ugyanígy a folyóvölgyek voltak alkalmasak a vasútvonalak továbbvezetésére is (Maros, Szamos, Küküllo, Olt, Zsil, Visó stb.). A vasútvonalaknak a folyóvölgyekben való vezetése azonban sok hátránnyal is járt. A nagyobb településeket csak hosszabb útirányon át lehetett összekötni, a folyók áthidalása miatt sok mutárgyat, a folyók közelségé miatt jelentos mennyiségu mederszabályozást, partvédmuvet kellett építeni. Emellett sokszor megrongálták a vasúti pályát az árvizek. A vasútvonalak átvezetése a folyók vízválasztóin nagy földmunkával, mély bevágások, esetenként alagutak, másutt magas töltések létesítésével járt együtt. A hegyes terepen épített vasútvonalak pályájának kialakításánál sok volt a sziklamunka. A sík vagy dombos vidéken, elsosorban a Mezoség területén végzett építkezéseknél a talajv iszonyok miatt gyakran fordultak elo talaj- és töltéscsúszások már az építkezés idején, de késobb is. Sok kár származott abból is, hogy az építkezéseknél a töltéseket helyben található földanyagból, tala jvizsgálat nélkül készítették, minthogy a vasútépítések kezdeti évtizedeiben még nem voltak ismertek azok a talajmechanikai alapfogalmak, amelyek figyelembevétele ma már nélkülözhetetlen a földmunkákhoz. Emiatt késobb, a már üzemben lévo vasútvonalakon sok helyreállítási, alapos víztelenítési munkát kellett végezni, szivárgókat, szárító aknákat létesíteni, támfalakat építeni, bevágásokat utólag beboltozni. Nem egy helyen a nyomvonalat is át kellett helyezni, esetenként több kilométer hosszban is. Késedelmet okozott az Erdély területén vezeto elso vasútvonal építésének megkezdésénél a már említett vonalvezetési vita is. Ennek hevessége szinte megközelítette a korábbi, a magyar és az osztrák fovárost összeköto Duna bal és jobb parti vasút építésének vitáját.

7

A szembenálló felek közül az egyik a Nagyvárad–Kolozsvár–Segesvár–Brassó–Bodza szoros, a másik az Arad–Gyulafehérvár–Nagyszeben–Vöröstorony szoros vonalat helyezte elotérbe. Emiatt az erdélyi Királyi Fokormányszék még feljelentést is tett a minisztériumnál. A kolozsvári megoldás mellett foglalt állást az erdélyi és szinte az egész magyar közvélemény, az érintett népesebb erdélyi városok (Kolozsvár, Medgyes, Enyed, Erzsébetváros, Torda, Segesvár, Brassó), a földbirtokosok, a pesti, a kolozsvári és a brassói kereskedelmi és iparkamara. Emellett szólt a vidék fejlett mezogazdasága, természeti kincsei (só, szén), gyógyvizei. Támogatták ezt a megoldást az Országos Magyar Gazdasági Egylet nagynevu tagjai is, elsosorban Honán Erno, Lónyai Menyhért és Csengery Antal. Az Arad–Gyulafehérvár–Nagyszeben vonalat elsosorban a bécsi osztrák kormányzat pártfogolta, amely Gyulafehérvárt (akkor még neve Károlyfehérvár volt) akarta Erdély vasúti központjává tenni. Ennek érdekében keresett Bécsben támogatást a befolyásos nagyszebeni szász polgárság is. Szakmai szempontból kétségtelen, hogy a Maros völgyében tervezett vasút nyomvonal vezetése kedvezobb volt. Kevesebb földmunkával járt, jobb ív és lejtési viszonyokat lehetett ennél kialakítani, így üzemi szempontból is ez mutatkozott elonyösebbnek. Az is a valósághoz tartozott azonban, hogy a gyulafehérvár–nagyszebeni vonal támogatói elt úlozták a kolozsvári vonal terepnehézségeit és a várható építési költségeket túl magasnak, a királyhágói szakaszon a vasút átvezetését szinte megoldhatatlannak tüntették fel. A királyhágói szakaszon várható építési nehézségeket vette figyelembe korábban gróf Széchenyi István is. 1848-ban közreadott javaslatában Kolozsvárt a vasút észak felol, Szatmár irányából, a Szamos völgyében közelítette meg. Ezt annak érdekében tette, nehogy az építési nehézségek miatt Kolozsvár elessen a vasúttól és ezáltal Erdély fovárosát kirekesszék a hazai vasúti forgalomból. Széchenyi aggályait azonban még javaslatának közzététele évében eloszlatták a vasutak építésével foglalkozó erdélyi szakemberek. Az osztrák kormányzat, különösen a szabadságharc bukását követo abszolút kormányzás idején minden gazdasági és politikai eszközt igénybe vett, hogy a Gyulafehérvár–Nagyszeben vonal épüljön meg. Ez ugyanis része volt a Trieszt–Nagykanizsa–Szabadka– Arad–Gyulafehérvár között tervezett vonalnak, amit báró Bruck miniszter birodalmi vasúthálózati terve is tartalmazott. Az osztrák kormány pénzügyi támogatása abban is megnyilvánult, hogy a gyulafehérvári vasútvonal építését államköltségen, kincstári alapból kezdte el, olyan megfontolással, hogy késobb átadja majd az építkezést erre vállalkozó vasúttársaságnak. Kamatbiztosítást is ígért erre a vonalra, jóllehet a

8

vállalkozás mögött elegendo toke nem állt, mert a szóba jött vállalkozók, a Rothschild ház, a Tiszavidéki Vasút, báró Thiery és a Pickering testvérek sorra viszszaléptek a munkától. A bécsi kormányzat súlyos részrehajlást követett el a szeben–vöröstoronyi vonal támogatásával azért is, mert eroltette építését, anélkül, hogy a nemzetközi forgalom felvételérol a román fejedelemséggel tárgyalt volna. Nem vették figyele mbe a döntésre jogosult osztrák hivatalok a kolozsvári vonal mellett szóló magyar érveket. Figyelmen kívül hagyták azokat a tanulmányokat, amelyek a királyhágói és egyéb szakaszok tényleges terepviszonyait tárták fel. A kolozsvári Magyar Gazdasági Egylet, valamint a Kereskedelmi és Iparkamara kérésére Bates angol mérnök Nemes mérnök kíséretében beutazta egész Erdélyt és a román fejedelemség területét. Megvizsgálták az erdélyi vasút vonalának vezetését, valamint a Kárpátokon való átkelés lehetséges helyeit. Ennek alapján a Nagyvárad–Kolozsvár– Torda–Medgyes–Segesvár–Héjjasfalva–Brassó vonalvezetést javasolták a bodzai szoroson való határátmenettel. Késobb 1862-ben Hercz Gyula fomérnök készített tanulmányt, amelyben bebizonyította, hogy a királyhágói szakaszon a vasútépítés nem jelent megoldhatatlan nehézséget és nem jár lényegesen nagyobb költséggel, mint a gyulafehérvári vasút építése. Részletesen igazolta állítását a kolozsvári vonalra elkészített elomunkálati tanulmányában, amely tartalmazta a folyók (Körös, Nádas, Szamos, Küküllo, Maros és az Olt) völgyében építheto pálya kedvezo nyomvonalát, a vízválasztókon való áthaladás módját, a földmunkák mennyiségét, a szükséges alagutak hosszát, az alkalmazható legnagyobb emelkedoket és lejtoket (1217%) és a várható költségeket. A korszak legnevesebb vasútépíto mérnöke, az osztrák Karl Ghega is a nagyvárad-kolozsvári vonalvezetés mellett foglalt állást. Hiába tevékenykedtek azonban az 1856-ban megalakult kolozsvári és a marosvásárhelyi vasúti választmányi bizottságok is, amelyek a lakosság támogatásával a kolozsvári vasút létesítése érdekében nagy értéku felajá nlásokat tettek. A kolozsvári választmány 23 ezer napi fuvart, 220 ezer kézi napszámot, 24 ezer Ft készpénzt, 2 millió db téglát, több mint 12 ezer m3 követ, nagy mennyiségu szenet, fát és a szükséges földterület nagy részének ingyenes átadását ajá nlotta fel. A kolozsvári vasútvonal megvalósítása mellett szólt az a tény is, hogy 1863-ban Legrand és Hirsch bankárok a Nagyvárad–Kolozsvár vasútvonal építéséhez kínálták fel a szükséges tokét. Mindezek ellenére az osztrák kormány magatartása részrehajló volt az építési engedély kiadásánál is. A kolozsvári vonalra benyújtott részletes és alapos anyagot nem tartotta elégségesnek, míg más vonalakat elomunkálati tanulmány nélkül engedélyezett.


A vasútépítés ügyét az osztrák kormány politikai zsarolásra is felhasználta. Az önkényuralom idoszakában a kolozsvári vasútról való tárgyalásának alapfeltételéül azt szabta meg, hogy az erdélyi és a magyar követek a bécsi Reichsrat (Birodalmi Tanács) ülésein vegyenek részt. Erre az adott lehetoséget, hogy 1850. és 1860. között a kormányzati módszerek eredménytelensége miatt a bécsi udvar belátta, hogy változtatni kell politikai módszerén és enyhíteni kell az önkényuralom szigorát. Ez fejezodött ki az 1860-ban „a birodalom államjogi rendezésére" kiadott császári rendeletben az „októberi diplomában" és az ezt követo „februári patensben". A két rendelet korlátozott fokú alkotmányos uralmat akart megvalósítani, de ugyanakkor az egységes osztrák birodalomba szándékozta beolvasztani Magyarországot, Erdélyt és Horvátországot is. Ennek megteremtésére kívánta létrehozni az egész Habsburg birodalom ügyeit irányító két kamarás tanácsot, amelynek 343 tagú képviseloi házába Magyarország 85, Erdély 26, Horvátország 9 tagot választhatott volna. A tanács teljes köru muködése nem valósult meg a magyarok ellenállása következtében. A magyar követek soha nem jelentek meg a birodalmi tanácsban, de nem küldték el képviseloiket az erdélyi magyarok és a horvátok sem. Nagyszebenben ugyan az erdélyi szászság többségi részvételével megtartott gyulésen megválasztották a szászság képviseloit. A Gyulafehérváron összegyult magyarok azonban törvénytelennek minosítették a nagyszebeni gyulést és határozatban jelentették ki a birodalmi gyuléstol való távolmaradásukat. Eltéro volt a véleménye az erdélyi vasútépítésrol a magyarországi és az erdélyi kancellárnak is. Magyarország kancellárja, gróf Forgách a Nagyvárad– Kolozsvár–Brassó vonalat támogatta. Gróf Nádasdy erdélyi kancellár az arad–gyulafehérvári vonalat helyezte elotérbe, illetve a két vonal közötti döntési lehetoség ígéretével igyekezett az erdélyi fourakat rávenni a birodalmi tanácsban való részvételre. Nádasdy kancellárhoz magatartása miatt tiltakozó levelet intéztek Erdély legkiválóbb férfiai, közöttük gróf Mikó Imre, a gróf Bánffy család tagjai közül Miklós, Dénes és Albert, gróf Telek Sándor, gróf Bethlen Domonkos és Ferenc. „Jogokat pénzért el nem adunk, többet szenvedtünk már mintsem, hogy meg ne élhetnénk vasút nélkül”, írták levelükben. Nádasdy elsosorban a Nagyvárad–Kolozsvár vasútvonal kamatbiztosítási nehézségeivel érvelt, amit nem emlegetett az arad–gyulafehérvár–nagyszebeni vonal esetében. A kedvezotlen kilátások ellenére a magyarok minden alkalommal kiálltak a kolozsvári vonal


építése mellett. Az erdélyi magyarság szempontjából fontosabbnak tartott Nagyvárad–Kolozsvár– Brassó vasútvonal építése érdekében két egyesületet is alakítottak, az egyiket Erdélyben „Nagyvárad–Brassó Vasúttársaság" néven Tholdalaghy Ferenc elnökletével, ugyanakkor egy másikat a fovárosban, a pesti központi gazdasági bizottságból gróf Károlyi György vezetésével. A két társulat rövidesen egyesült és elomunkálati tervet dolgoztatott ki. 1862-ben Bécsben is alakult egy szukebb köru vasúti bizottság gróf Zichy Ferenc irányításával Erdély vasúti ügyeinek megoldására. A császár 1863 januárjában a nála megjeleno gróf Károlyi György vezette magyarországi és erdélyi küldöttség elott a kolozsvári vonal építésére is ígéretet tett és kilátásba helyezte a kamat biztosítását. A Birodalmi Tanács azonban a Nagyszebenbol megjelent szász képviselok részvételének jutalmazásaként az Arad–Gyulafehérvár vonal építését engedélyezte. 1863-65-ben dolt el a vita a gyulafehérvári vonal javára. 1863-ban az osztrák Kereskedelmi Minisztérium a Reichsrat elé terjesztett törvényjavaslatban Károlyfehérvárt (Gyulafehérvárt) jelölte ki Erdély vasúti központjává, ennek elfogadását szabta meg a vasútvonal részére adandó kamatbiztosítás feltételének. Ugyanakkor rábírta a kolozsvári vonal építésére korábban ajánlatot tevo Pickering céget, hogy a pénzbiztosítékot a gyulafehérvár–vöröstoronyi vonal építéséhez helyezze letétbe. 1864 és 1865-ben a Birodalmi Tanács mindkét házában elfogadták az Arad–Alvincz–Gyulafehérvár vonal építését és csak tervezetként kezelték ennek Gyulafehérvár–Kolozsvár szárnyvonalát. Függoben hagyták a Brassóig vezeto szakaszt, valamint a bodzai, illetve vöröstoronyi szoroson való átkelés ügyét. A két vonal, a Nagyvárad–Kolozsvár–Tövis– Segesvár–Brassó és az Arad–Gyulafehérvár–Nagyszeben–Vöröstoronyi szoros vitája idején szóba jött megoldásként a Maros-vonal építése, amely Gyulafehérváron, Marosvásárhelyen keresztül vezetett volna Moldvába. Ebbol terveztek kiágaztatni szárnyvonalakat Kolozsvár, Gyergyószentmiklós és Brassó felé. A vitához érdemes számszeruen is összehasonlítani a fováros és Kolozsvár közötti távolságot minden változat esetére. A Pest–Nagyvárad–Kolozsvár vasútvonal hossza kereken 400 km, a Pest– Arad–Gyulafehérvár–Kolozsváré 589 km és a Széchenyi féle javaslatban lévo Pest–Debrecen– Szatmár–Zilah–Kolozsvár vonalé 515 km. (folytatjuk)

9

Az európai nagyvárosok regionális közlekedésének fejlodési irányai Dr. Kazinczy László PhD. egyetemi docens Budapesti Muszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Út és Vasútépítési Tanszék

1. Bevezetés

1. táblázat

Az 1990-es években Közép-Európában végbemeno politikai események nyomán bekövetkezo gazdasági változások a korábbi közlekedési szokások és formák megváltozásának irányába hatnak. Az új gazdasági és társadalmi környezet igényei, valamint el hetoségei gyors, és hatékony lépések megtételére késztetik a szakembereket a városok, illetve azok régióinak közlekedés-fejlesztése területén. A régió több nagyvárosához hasonlóan sajnos Budapesten is mindezidáig elmaradtak azok a szervezeti átalakítások (közlekedési vállalatok közlekedési szövetségekbe való egyesülése), és létesítményi beruházások (pályaépítések, jármubeszerzések stb.), amelyek az évezred fordulóján elengedhetetlen feltételei a gazdaság további fejlodésének, a környezet védelmének, az emberi mozgástér igényes kialakításának. A közép-európai városi agglomerációk közlekedés-fejlesztésének egyre sürgetobb feladatait a magyar fováros körülményei is jól példázzák. Az európai fovárosok között Budapest kiemelkedo helyet foglal el – népességének az ország teljes lélekszámához viszonyított 1:5-ös arányával. Budapesten (2,0 millió), a hozzátartozó agglomeráció 43 településén (6 város, 37 község) összesen 2,4 millió ember él. 1992-es statisztikai adatok szerint Budapest és a vele intenzív gazdasági, társadalmi kapcsolatban álló települések együttesen KözépEurópa legnagyobb agglomerációját alkotják. Budapest-, és annak környéki közlekedésére kiterjedo átfogó forgalomfelvételt legutoljára 1992-94 között tartottak. A forgalomszámlálások szerint a budapesti lakosok összesen mintegy 4,8 millió helyváltoztatást végeznek naponta (2,36 utazás/fo/nap). Az utazások (helyváltoztatások) helyváltoztatási módok szerinti megoszlását az 1. táblázat-, helyváltoztatási célok szerinti eloszlását a 2. táblázat tarta lmazza. A közforgalmú közlekedés és az egyéni gépjármu használat aránya (modal-split) 67%:33%. Az 1992-94. évi-, valamint a korábbi 1983-84. évi adatokat összevetve megállapítható, hogy a közlekedési szokások követték a két idopont között végbemeno gazdasági-, társadalmi- és politikai változásokat. Amíg a fajlagos utazások számában lényeges változás nem következett be (a 2,42 utazás/fo/nap - 2,36 utazás/fo/nap-ra változott), addig a forgalomeloszlás arányaiban a tömegközlekedés jelentos mértéku térvesztése figyelheto meg (a 83%:17% - 67%:33%-ra változott).

A Budapesti lakosok utazásainak megoszlása a helyváltoztatás módja alapján

10

Százalékos megoszlás

A helyváltoztatás módja

[%] Közforgalmú közlekedés

49,9

Egyéni gépjármuhasználat

24,1

Gyalogos, egyéb

24,8

Kerékpáros közlekedés

1,2

A közforgalmú közlekedés legjellemzobb adatai a városhatárt átlépo utazások száma, és eszközönkénti megoszlása. 1994-ben a városhatárt átlépo utazások száma összesen mintegy 600 000 volt egy irányban (Budapest irányában), mely 50-50 %-ban oszlott meg a tömegközlekedés és az egyéni gépjármu közlekedés között. A különbözo közforgalmú közlekedési eszközökön a városhatárt átlépo utazások százalékos megoszlása a 3. táblázatban figyelheto meg. A táblázat adatait szemlélve a MÁV jármuvein tett utazások rendkívül alacsony száma tunik ki. A MÁV városi-, és elovárosi közlekedésben való együttes részvétele is csupán csak 4%.

2.

táblázat

A Budapesti lakosok utazásainak megoszlása a helyváltoztatás iránya alapján Százalékos megoszlás

A helyváltoztatás iránya

[%] Budapesten belül

97,1

Budapestrol az agglomerációba

1,4

Az agglomerációból Budapestre

1,5


3.

táblázat

A városhatárt átlépo utazások megoszlása a különbözo tömegközlekedési eszközökön Százalékos megoszlás [%]

Tömegközlekedési eszköz BKV-HÉV

22

BKV-autóbusz

36

MÁV

24

VOLÁN

18

A forgalmi adatok alapján megállapítható, hogy a tömegközlekedés részaránya mind Budapesten, mint az agglomerációban igen jelentos mértékben csökkent az utóbbi évtizedben. A gazdasági és a társadalmi változások talaján végbemeno forgalomátrendezodést ugyanakkor a térségben muködo közlekedési társaságok (BKV Rt., MÁV Rt., Volánbusz Rt.) finanszírozási hiánya is erosítette. A sajnálatos folyamat következményei – a közúti közlekedésben kialakult torlódások, az emberi létet veszélyezteto légszennyezés, a közlekedési morál és biztonság romlása stb. – már érzékelhetoek és figyelmeztetoek. Nemzetközi statisztikai adatok szerint a teljes energiafelhasználás 28 %-át a közlekedés teszi ki, melybol 53 % a közúti-, 26 % a vasúti-, 15 % a légi-, és 6 % a vízi közlekedés részesedése. Az energiafelhasználáson túl a károsanyag kibocsátása tekintetében is rendkívül kedvezo a vasúti közlekedés. Az idevonatkozó adatokat az 1. ábra szemlé lteti.

szágon is ma még hiányzó, ugyanakkor a nyugati államok városi agglomerációiban széles körben elterjedt – nagykapacitású elovárosi gyorsvasutakkal oldható meg.

2. A városi agglomerációk tömegközlekedésének hatékony eszközei 2.1. A tömegközlekedési eszközök szállítási kapacitása A tömegközlekedés gerincét képezo közlekedési eszközök kiválasztásakor legeloször azok szállítási kapacitását kell megvizsgálni. A 4. táblázat a siklótól kezdodoen az autóbuszon, és a trolibuszon keresztül az elovárosi gyorsvasútig foglalja össze a különbözo tömegközlekedési eszközök szállítási kapacitásának alsó- és felso határát irányonként, egy vágányon, illetve egy forgalmi sávon. A 4. táblázat adatai alapján megállapítható, hogy a nagyvárosi agglomerációk egyedüli hatékony tömegközlekedési eszközei az elovárosi vasutak. 4.

táblázat:

Tömegközlekedési eszközök szállítási kapacitása Közlekedési eszköz

Szállítási kapacitás [utas/irány/óra]

Sikló

1 000 – 3 000

Közepes méretu egysínu vasút

1 000 – 3 000

Autóbusz

500 – 7 000

Nyomvezetésu autóbusz

2 000 – 7 000

Nagyobb méretu egysínu vasút

2 000 – 8 000

Közúti vasút

3 000 – 12 000

Közúti gyorsvasút

5 000 – 15 000

VAL rendszeru földalatti gyorsvasút

5 000 – 16 000

Földalatti gyorsvasút

12 000 – 40 000

Elovárosi gyorsvasút

10 000 – 50 000

240

200

150

Vasút Autóbusz

100

80

70

Személygépkocsi

21 50

2,9 1

Sz én hid ro gé ne k

0,01

Sz én m on ox id

Sz én dio xid

0

1,5

0,5 0,004

0,9 0,3

Személygépkocsi Autóbusz Vasút

Nit ro gé no xid

Károsanyag [g/km/utas]

250

1. ábra A különbözo közlekedési eszközök károsanyag kibocsátásának mértéke Budapest, illetve annak agglomerációja esetében a közlekedési problémák megoldása csak a kötöttpályás közlekedés átfogó fejlesztésével lehetséges. Nyugat-európai példák igazolják, hogy a város és környékének közlekedése, illetve az ott élo emberek életminosége számottevo módon - a Magyaror-


2.2. Az elovárosi vasutak megjelenési formái A vasútvonal, illetve a vasúti hálózat történeti kialakulásától, valamint a közlekedés földrajzi helyzetétol függoen az elovárosi vasutaknak napjainkban három jellemzo csoportját különböztetjük meg: 1. Közúti gyorsvasút (2. ábra: Karlsruhe), 2. Önálló vonalon üzemelo elovárosi vasút (3. ábra: Budapesti HÉV vonalak), 3. A nagyvasút (államvasút) vonalain üzemelo elovárosi vasút (4. ábra: Svédország).

11

1. Homogén üzem, 2. Vegyes üzem nagyvasúti teherforgalommal, 3. Vegyes üzem nagyvasúti személy-, és teherforgalommal, két áramnemu energiaellátással. Az önálló elovárosi vasutak elsosorban üzemmódban különböznek egymástól: 1. Városi vasúti jellegu üzemmód (5. ábra: Bádeni vasút), 2. Nagyvasúti jellegu üzemmód. 2. ábra Két áramrendszeru üzemmódban közlekedo közúti gyorsvasúti jármu Karlsruhe-ban és annak környékén

5. ábra Bécs-Báden között közlekedo elovárosi gyorsvasút jármuve

3. ábra A budapesti HÉV hálózaton közlekedo MX. jelzésu elovárosi szerelvények

A nagyvasutak vonalain üzemelo elovárosi vasutak forgalmában négy fejlodési fokot különböztethetünk meg: 1. A környéki forgalmat a távolsági közlekedés céljaira szolgáló vonatokkal bonyolítják le (Budapest-Hegyeshalmi vasútvonal). 2. A környéki forgalmat a távolsági vonatokkal azonos jellegu, egyik végén vezetoállással ellátott ún. ingavonatokkal szolgálják ki (6. ábra: Magyarország).

4. ábra Svédország nagyvárosainak agglomerációiban közlekedo elovárosi gyorsvasúti szerelvények A közúti gyorsvasutaknak - amelyek jármuvei és pályaparaméterei a közúti vasutak, és a gyorsvasutak között találhatók - három megjelenési formája figyelheto meg ez idáig:

12

6. ábra Mozdonnyal vontatott, egyik végén vezetoállással ellátott, elovárosi vasúti szerelvény Magyarországon


3. A környéki forgalom igényeit a távolsági közlekedéssel azonos pályán, de az elovárosi közlekedés sajátosságait figyelembevevo üzemviteli módszerekkel (ütemes menetrend), rövidebb, nagy gyorsító képességu motorkocsis szerelvények elégítik ki (7. ábra: Magyarország, Budapest – Szobi vasútvonal).

7. ábra A Magyar államvasutak Rt. elovárosi villamos motorvonati szerelvénye

1. A közúti gyorsvasúti-, 2. A nagyvasúti vonalakat igénybevevo elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn rendszeru) - üzem alakítandó ki. A közúti gyorsvasúti üzem elsosorban a három budapesti HÉV vonalon közeljövoben esedékes üzemmód váltással vezetheto be. E HÉV vonalak további fenntartásának úgy tunik ez a leggazdaságosabb, és ugyanakkor leghatékonyabb módja. Minthogy e HÉV vonalak mindegyike közvetlenül kapcsolódik a fováros egyéb kötöttpályás üzeméhez, ezért az egyes viszonylatok esetében megvizsgálandó a több-áramnemu energiaellátás adta elonyök lehetosége. A budapesti agglomeráció tömegközlekedési szükségleteit azonban elsosorban egy S-Bahn rendszeru elovárosi gyorsvasúti üzem elégítheti ki. Az S-Bahn rendszeru üzem alapvetoen szükséges hálózati feltételei Budapesten, illetve annak környékén adottak, hiszen mint azt a 9. ábra is mutatja a terület vasútvonalakkal jól ellátott (11-vasútvonal vezet be Budapest területére). A vasútvonalak közötti kapcsolatok a jelenlegi üzemi igények szintjén többnyire megoldottak.

4. A környéki forgalmat a nagyterhelésu vonalszakaszokon a távolsági forgalomtól elválasztott pályán, nagy befogadóképességu, nagy gyorsító készségu, nagy végsebességu motorkocsis szerelvényekkel bonyolítják le (8. ábra: Svájc).

9. ábra Budapest és környékének MÁV kezelésu vonalai 8. ábra Svájc nagyvárosainak agglomerációiban közlekedo új, emeletes elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény A vázolt - döntoen külföldi - megoldásokat áttekintve, magyar viszonyokat elemezve arra a megállapításra juthatunk, hogy a budapesti agglomerációban elsosorban:


Az elozoekben bemutatott kötöttpályás közlekedési ágazatok üzemmódjai, illetve azok muszaki paraméterei alapján megállapítható, hogy a következo években Magyarországon végrehajtandó fejlesztések szempontjából két üzem – a közúti gyorsvasúti-, és a nagyvasút vonalait igénybevevo elovárosi gyorsvasúti üzem (S-Bahn üzem) létrehozása kerülhet elotérbe.

13

3. A városi agglomerációk nagykapacitású tömegközlekedési eszközei 3.1. Vegyes üzemu közúti gyorsvasút Egy 1992-1996. között Németországban elvégzett felmérés szerint a személygépkocsival közlekedok mintegy ¾-e a különbözo közlekedési eszközök rossz kapcsolatát, illetve az átszállással járó kényelmetlenséget jelölte meg a gépkocsi használat alapveto indokaként. Ebbol kiindulva egy újszeru elképzelés szerint a városi és a regionális vasúti közlekedés összekapcsolható oly módon, hogy az új megoldás mindkét rendszer elonyeit megorizze. A rendszer lényege az, hogy a régióból a meglévo vasúti pályaszakaszon érkezo városi gyorsvasúti jármuvek, a már korábban kiépített, vagy az újonnan létesítendo csatlakozási pontokon áttérnek a városi közútivasúti hálózatra, s így az utasok számára átszállásmentes utazás válik lehetové egészen a városközpontig. Minthogy e megoldást eloször Karlsruhe városa, illetve régiója fejlesztette ki, és alkalmazta eloször, ezért a rendszert a szakma „Karlsruhei modell” névre keresztelte. A 280 000 lakosú Karlsruhe városában a DB pályaudvarai a városközponthoz képest excentrikus helyzetuek. Így az agglomerációból a városközpont felé utazók a vasút és a közút között átszállásra kényszerültek. E problémák megoldására 1992-tol kezdodoen elso lépésben a közúti vasút városi vonalhálózatát fokozatosan meghosszabbították a régióban. Így a közúti gyorsvasúti jármuvek a DB egykori – korábban üzemen kívül helyezett – szakaszain közlekednek. A régió és Karstruhe átszállásmentes összekötésének elonyei végül ahhoz a konkrét lépéshez vezettek, hogy a DB személyforgalmat ellátó több vonalszakaszán is bevezetésre került a közúti gyorsvasúti üzem. A Karlsruhe-i régióban jelenleg 5 vonalon 150 km-es vonalhosszon muködik az úgynevezett vegyesüzemu rendszer. Az európai tapasztalatok szerint nemcsak a modal-split változását okozza egy új rendszer bevezetése, hanem az utazási igények növekedését is kiváltja. 1992-1997 között a Karlsruhe–Bretten viszonylatban üzemelo közúti vasúton az utasforgalom növekedése több száz százalékos volt. A vegyes üzemu rendszer legfontosabb elemét képezo jármu (10. ábra) jellemzoi az alábbiakban foglalhatók össze. 1. A jármu mind a közúti-vasúti (750 V egyenfeszültség), mind a nagyvasúti (15 000 V váltakozó feszültség) elektromos üzemmódra alkalmas. 2. A jármu kerékabroncsa úgynevezett vegyes profilú, amely a közúti-vasúti és a nagyvasúti kitérokön való áthaladást egyaránt lehetové teszi.

14

3. A jármu (GT8-100D/2S-M második generáció) legfontosabb muszaki adatai: − nyomtávolság: 1 435 mm, − hosszúság: 36 752 mm, − szélesség: 2 650 mm, − padlómagasság: 880/630/850 mm, − teljesítmény: 4 x 127 kW (750 V-nál), − legnagyobb sebesség: 100 km/h, − gyorsulás: 0,85 m/s2 , − fékezési lassulás: 1,6 m/s2 , − önsúly: 58,6 t, − férohely: 100 ülo, 100 álló, − legkisebb járható körívsugár: 23 m. 4. A jármu mozgatható lépcsoje révén az öszszes járatos peronmagassághoz (150-, 380-, 580, 760 mm) illeszkedni tud.

10. ábra Két áramrendszeru üzemmódban közlekedo közúti gyorsvasúti jármu Karlsruhe-ban alacsony peron mellett

3.2. A nagyvasút vonalain üzemelo elovárosi gyorsvasút Nyugat-európai viszonylatban a közúti közlekedés ellehetetlenülése már a 70-es években megkezdodött. Így nem véletlen, hogy a nagyvárosi agglomeráció közlekedésének javítására éppen ezekben az években számos helyen kezdodött meg a nagykapacitású elovárosi gyorsvasúti közlekedés kiépítése és bevezetése, amelyet legtöbb esetben a közlekedési szövetségek (tarifaszövetségek) létrehozása elozött meg. Az agglomerációk nagykapacitású közlekedési rendszerének legjellemzobb példái a német, az osztrák és a svájci városok, illetve azok környékeinek S-Bahn üzemei. Jelenleg Németországban például 24 város agglomerációjában üzemel elovárosi gyorsvasút. Az S-Bahn rendszeru elovárosi gyorsvasúti közlekedés legfontosabb jellemzoi az alábbiakban foglalhatók össze:


1. Az elovárosi gyorsvasúti viszonylatok vezetése a városhatárokon túl mintegy 20-50 km-es távolságra történik. 2. A városokba bevezetett elovárosi gyorsvasúti üzemek egyes viszonylatai a városi területeken sugaras-, átméros-, vagy gyurus vonalvezetésuek. 3. A nagyvárosok esetében a gyorsvasúti hálózat mindhárom viszonylatvezetési alapeleme megtalálható (11. ábra: Bécs).

kapacitásnövelésének egyik hatékony eszköze a kétszintes (emeletes) kialakítás (12. ábra: Drezda).

12. ábra A drezdai agglomerációban közlekedo új emeletes elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény 10. A jármuvek fejlesztése követi az utazóközönség szolgáltatásokkal szemben támasztott igényeit (13-18. ábrák).

11. ábra Bécs gyorsvasúti hálózata 4. Az elovárosi gyorsvasúti üzemek az agglomeráció központján kívüli területeken elsosorban a nagyvasút nyomvonalát, ill. a nagyvasút vágányait veszik igénybe. 5. Az elovárosi gyorsvasúti üzemek a nagyvasutak nagyterhelésu szakaszain – elsosorban az agglomeráció központjának területén – a nagyvasúti vágányoktól független – önálló vágányokkal rendelkeznek. 6. Az elovárosi gyorsvasúti közlekedés a nagyvárosok esetében általában csak az egyik kötöttpályás üzemmódot jelentik. Az igények szerint a gyorsvasutak mellett még további üzemek is muködhetnek (Bécs: S-Bahn 112 km, U-Bahn 40 km, közúti vasút 218 km). 7. Az elovárosi gyorsvasúti rendszerben a szerelvények üzemkezdettol üzemzárásig ütemes menetrend szerint közlekednek (10-60 perc). A forgalom igényeitol függoen az egyes viszonylatok szerelvényeinek követési ideje a nap folyamán többször is változhat. 8. A jármuvek nagy gyorsulással (1,0-1,2 m/s 2) és nagy végsebességgel (100-120 km/h) közlekednek. 9. A jármuvek nagy befogadó képességgel rendelkeznek, széles, távvezérlésu ajtókon keresztül szintbeni ki- és beszállást biztosítva. A jármuvek


13. ábra Ausztria nagyvárosainak környékén korábban üzemelo elovárosi gyorsvasúti szerelvény

14. ábra Ausztria nagyvárosainak környékén jelenleg közlekedo elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény

15

11. Az elovárosi gyorsvasutak megállóhelyein legtöbb esetben megtalálhatók a P+R parkolók. 12. A repüloterek és a nagyvárosok közötti nagykapacitású közlekedési kapcsolat kialakítása ma már nélkülözhetetlen (London–Heathrow 48 millió utas/év, Ferihegy 3,1 millió utas/év, MÁV 158 millió utas). A 19. ábrán a Londoni városközpont és a Heathrow-i repülotér között közlekedo ún. Heathrow expressz látható. 15. ábra A berlini agglomeráció területén korábban közlekedo elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény

16. ábra A berlini agglomeráció területén közlekedo új elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény

19. ábra London városközpont és Heathrow repülotér között közlekedo expressz vasút (Heathrow expressz) szerelv énye

4. Összefoglalás

17. ábra A párizsi agglomeráció területén korábban közlekedo elovárosi gyorsvasúti (S-Bahn) szerelvény

A legtöbb nyugat-európai nagyváros esetében már az 1970-es években kiépültek az elovárosi gyorsvasúti üzemek. Fejlesztésük azóta is folyamatos. Így Budapestnek - miként a legtöbb Középeurópai ország nagyvárosának - e területen legalább 20-30 éves elmaradása mutatható ki. A hálózat nyugat-európai szintu kiépítése természetesen óriási pénzösszeget igényelne, amely jelenleg sajnos nem áll rendelkezésre. Minthogy a közúti közlekedésben jelentkezo problémák (kapacitás-hiány, környezetvédelem) megoldása Kelet-európában is egyre sürgetobb, valamint az európai szintu tömegközlekedés megvalósítása objektív követelmény, ezért a jelenlegi gazdasági helyzet ellenére az idevonatkozó tervek, és adminisztrációs lépések részletes kimunkálását minél elobb meg kell kezdeni. Így a rendelkezésre álló tervek alapján egy-egy pénzforrás felbukkanása esetén (pl. uniós támogatás) a beruházások már egy távlati cél megvalósításának elemeit jelenthetik.

18. ábra A Párizsi Elovárosi Vasút (RÖR) hálózatán közlekedo, új emeletes kocsikból álló szerelvény

16


MOSFET kapcsolóeszközök VHDL szimulációja Keresztes Péter Széchenyi István Foiskola

A dolgozat egy VHDL csomag alapelveit ismerteti, ami lehetové teszi a CMOS VLSI áramkörökben használt MOSFET eszközök modellezését. A modell a jelenlegi kivitelben egyirányú kapcsolóeszközök leírására alkalmas, de a lefedni kívánt alkalmazásokat tekintve ez nem korlátozó tényezo. Ugyanakkor a csomag lehetové teszi az átmeneti kapacitív szinttárolás és a gyenge logikai szintek modellezését. A bevezetett nyolcállapotú bit az eddig alkalmazott többszintu típusoknál lényegesen egyszerubb. A dolgozat bemutatja egy digitális celluráris neurális hálózat processzor-chip (CASTLE) fejlesztésénél a VHDL csomaggal kapcsolatos tapasztalatokat.

1. Bevezetés Az ún. FULL-CUSTOM CMOS VLSI áramkörök tervezése során megkerülhetetlen, hogy a logikai muködést a tranzisztorok (kapcsolók) szintjén ellenorizzük. A FULL-CUSTOM tervezés során ugyanis nehezen, vagy egyáltalán nem zárhatók le a cellák vagy makrocellák a LAYOUT tervezés során. A tervezok kénytelenek újra és újra módosítani egy-egy elemi funkciójú építoelem LAYOUT-ját, hiszen csak így lehet minimalizálni a chip területét. Ez persze megköveteli, hogy a LAYOUT tervezéssel párhuzamosan kialakuló hierarchikus séma ne csak a LAYOUT-val való összehasonlítással történjen ellenörzése, hanem logikailag is. Ha a hierarchia bármely szintjén fenntartjuk az elrendezés megváltoztatásának a lehetoségét, akkor a „layout-versus-schematic ” (LVS) ellenorzés a fentiek miatt tranzisztor szinten kell hogy végbemenjen. Ez pedig csak akkor megnyugtató, ha a séma, vagyis a struktúrális leírás alapeleme a tranzisztor, azaz a szimuláció során használt viselkedési leírások tranzisztorok viselkedési leírásai. CMOS áramkörök tranzisztor-szintu logikai szimulációja régóta kutatott terület. A MOSFET eszközöknek a logikai muködés szempontjából van néhány meghatározó fontosságú tulajdonságuk. Ezek a következok : − A MOSFET kétirányú kapcsoló. Az átvitel irányát a feszültség-viszonyok határozzák meg. − A MOSFET vezérlo-elektródája kapacitív, és töltéstároló tulajdonságát a CMOS kapcsolá stechnikában alaposan ki is használják. (Dinamikus- és kvázistatikus-latch és flip-flop elemek) − A MOSFET meghajtóképessége a csatornaellenállásától függ. Sok kapcsolás kihasználja ezt, és a MOSFET egy ellenállás szerepét tölti be. (Kvázi-n és kvázi-p CMOS kapuk).


−

Az n-MOS a logikai magas szintet, a p-MOS a logikai alacsony szintet csak csonkítva képes átvinni. Ezeket a szintveszteségeket a két tranzisztor párhuzamos kapcsolásából álló átvivokapu (transmission-gate) küszöböli ki. Ha ennek hibás vezérléseit a szimulációval ki akarjuk mutatni, modellezni kell a csonka szintu átviteleket. Az eddig ezekre a kapcsolókra kifejlesztett VHDL, vagy más hardware-szimulációs eszközök túlhangsúlyozták a kétirányú (bipoláris) kapcsoló tulajdonságot, és az ellenállás-szeru meghajtást, ugyanakkor kevés gondot fordítottak a töltéstárolás és a csonka-szintu átvitel modellezésére [1], [2].

2. A nyolc-állapotú bit A „newbit” típushoz nyolc állapotot ill. szintet rendelünk. A szintek közül az '1' és a '0' a konvencionális, feszültség-generátoros meghajtású logikai magas és alacsony szintek. A w0 és w1 ezeknek áramgenerátoros, ellenállásos meghajtású, illetve csökkentett feszültségértéku megfeleloik. CMOS áramkörökben elonyösen alkalmazhatók ún. kvázistatikus és dinamikus elemek, amelyekben a MOS kapacitás átmeneti töltéstároló tulajdonságát használják ki. Ezt a s0 és s1 tárolt szintekkel reprezentáljuk. A hetedik állapotot, az u-t a tranziens állapot reprezentálására használjuk. Szemlélet kérdése, hogy az u szintet úgy tekintjük, mint a magas és az alacsony szintek közötti feszültség-állapothoz rendelt logikai szintet, vagy úgy, mint amelyik lehet éppen magas is, vagy lehet éppen alacsony is, de nem tudjuk, hogy ezek közül éppen milyen. Végül a nyolcadik, a z szint a lebego, ún. harmadik állapotot reprezentálja, tehát azt a szintet, amelyet egy kapcsoló akkor produkál, amikor ele ngedi a kimenetére kapcsolódó pontot.

17

Definiálunk egy speciális relációt. Ez a reláció a szintek közötti eroviszonyokat hivatott meghatározni. A relációt a következoképpen definiáljuk: leveli ----> levelj , azaz leveli felülírja a levelj szintet, ha két azonos csomópontra kapcsolt kapcsolóeszköz közül amelyek egyike leveli -t, a másik levelj-t ad a saját kimenetére - a leveli -t képviselo szintje jelenik meg a közös csomóponton. Ez a reláció reflexív, antiszimmetrikus és tranzitív, tehát a szintek halmazát részben rendezi. A részben rendezett szinteket mutatjuk be az 1.ábrán.

3. A „newbit” csomag felépítése A „newbit” VHDL csomag definiálja a fent felsorolt szinteket, és a „connewbits ” rezolúciós függvény segítségével érvényre juttatja a felülírási relációkat. A függvény elso részében található utasítássorozat segítségével számba vesszük a csomópontra kapcsolódó összes meghajtót, mégpedig szintenként. A függvény második része a felülírási reláció alapján kiválasztja az érvényesülo szintet. A csomópont z állapotú csak akkor lehet, ha valamennyi meghajtó z kimenetu. Az u szint akkor jelenik meg, ha azonos erosségu, de egymásnak ellentmondó szintek vannak a meghajtó kimenetek között. Az erosebb, azaz a felülíró-szint mindig érvényesül a gyengébbel szemben.

1. ábra. A nyolc állapot, részben rendezve a felülírási reláció szerint package newnstd is type newbit is ( Z, w0, w1, s0, s1, '0', '1', U); -- '0', '1' : strongest classical logical levels; -- s0, s1 : stored logical levels; -- w0, w1 : weak logical levels; -- Z : floating (third) state; -- U : undefined or transient state; type newbit_vector is array (natural range<>) of newbit; function connewbits (srcs : newbit_vector) return newbit; end newnstd; package body newnstd is function connewbits ( srcs : newbit_vector) return newbit is variable num0, num1, s0num , s1num, w0num, w1num, znum, unum : natural := 0; variable v : newbit := Z; begin for i in srcs'range loop if srcs(i) = '0' then num0 := num0 + 1; elsif srcs(i) = '1' then num1 := num1 + 1; elsif srcs(i) = s0 then s0num := s0num + 1;

18


elsif srcs(i) = s0 then s0num := s0num + 1; elsif srcs(i) = s1 then s1num := s1num + 1; elsif srcs(i) = w0 then w0num := w0num +1; elsif srcs(i) = w1 then w1num := w1num +1; elsif srcs(i) = Z then znum := znum + 1; else unum := unum + 1; end if; end loop; if unum > 0 then v := U; elsif unum = 0 and num0 = 0 and num1 > 0 then v := '1'; elsif unum = 0 and num1 = 0 and num0 > 0 then v := '0'; elsif unum = 0 and num1 > 0 and num0 > 0 then v := U; elsif unum = 0 and num1 = 0 and num0 = 0 and w0num > 0 and w1num = 0 then v := w0; elsif unum = 0 and num1 = 0 and num0 = 0 and w0num = 0 and w1num > 0 then v := w1; elsif unum = 0 and num1 = 0 and num0 = 0 and w0num = 0 and w1num = 0 and s1num = 0 and s0num > 0 then v := s0; elsif unum = 0 and num1 = 0 and num0 = 0 and w0num = 0 and w1num = 0 and s1num > 0 and s0num = 0 then v := s1; elsif unum = 0 and znum = srcs'length then v := Z; else v:= Z; end if; return v; end connewbits; end newnstd;

4. A kapacitív szinttárolás modellezése a „newbit” csomag segítségével Az alábbi VHDL leírás megmutatja, hogyan modellezheto egy, a MOSFET kapcsolók közé iktatott kapacitás. A CAPAC-elem, ha pontját 1, 0, w1, vagy w0 szinttel meghajtja egy domináns kapcsoló, majd elengedi úgy, hogy azt a többi, erre a pontra irányuló kapcsoló is elengedi, ill. elengedve tartja, akkor a kapacitás a z-nél erosebb s1 vagy s0 szintet ad sajátmagára, és ezt egy megadott ideig (töltéstárolási ido) tartja, majd o maga vált át a z szintre. A töltéstárolásra képes kapu-elektródájú MOSFET eszközök kapu-elektródáját egy ezzel ekvivalens muködésu utasítás-sorozattal modelle zzük.

5. MOSFET modellek Példaként bemutatjuk az „eros", n-csatornás MOSFET modellt. Ahogyan már említettük, a GATE elektróda kapacitásként viselkedik. A S (SOURCE) és a D (DRAIN) közötti kapcsolatot leíró programrész nem különbözteti meg, hogy a G elektródán '1', w1 vagy s1, illetve '0', w0, vagy s0 van. Ugyanakkor a modell megkülönbözteti azt a két esetet, amikor az S elektródára '0' vagy '1' kapcsolódik. Fizikailag ugyanis a logikai magas szinttel vezérelt n-csatornás MOSFET a magas szintet csak küszöb-feszültséggel gyöngítve képes a D elektródán megjeleníteni. Ezért a modell ilyenkor w1 szinttel jelentkezik. Ebben a modellben w1 tehát a csökkentett feszültség-szintet reprezentálja.

library work; use work.newnstd.all; entity CAPAC is port ( CNODE : inout connewbits newbit); end; architecture BEH of CAPAC is begin CNODE <= s1 when CNODE = '1' or CNODE = w1 else s0 when CNODE = '0' or CNODE = w0 else Z after 100 ns when CNODE = s1 or CNODE = s0 else Z; end BEH;


19

library work; use work.newnstd.all; entity nfet is port ( S : in connewbits newbit; D : inout connewbits newbit; G : inout connewbits newbit; nSUB : in connewbits newbit); end; architecture BEH of nfet is begin G <= s1 when (G = '1' or G = w1) else s0 when (G = '0' or G = w0) else Z after 100 ns when G = s1 or G = s0 else Z; D <= S after 100 ps when (nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and (S = '0' or S = w0 or S = w1 or S = U or S = Z)) else w1 after 100 ps when (nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and S = '1') else s0 after 100 ps when (nsub = '0' and (D = '0' or D = w0) and (G = '0' or G = w0 or G = s0)) else s1 after 100 ps when (nsub = '0' and (D = '1' or D = w1) and (G = '0' or G = w0 or G = s0)) else Z after 10 ns when ((D = s0 or D = s1) and (G = '0' or G = w0 or G = s0) and nSUB = '0' ) else Z after 100 ps when ( nsub = '0' and S = Z) else Z after 100 ps when (nsub = '0' and G = Z ) else U after 100 ps when nSUB /= '0' else Z; end BEH; Egy másik n-csatornás MOSFET modellben az eszköz „gyenge", azaz kimenetét az eros eszközhöz képest nagy ellenállású csatornán keresztül hajtja. Ezeket a szinteket is w1 illetve w0-val jelöljük.

Álljon itt a kisáramú n-MOSFET, mint az ellenállásként alkalmazott MOSFET modellje.

library work; use work.newnstd.all; entity R_nfet is port ( S : in connewbits newbit; D : inout connewbits newbit; G : inout connewbits newbit; nSUB : in connewbits newbit); end; architecture BEH of R_nfet is begin G <= s1 when (G = '1' or G = w1) else s0 when (G = '0' or G = w0) else Z after 100 ns when G = s1 or G = s0 else Z; D <= w0 after 100 ps when nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and

20


S = '0' else w1 after 100 ps when nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and S = '1' else U after 100 ps when nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and (S = w0 or S = U ) else U after 100 ps when nSUB = '0' and (G = '1' or G = w1 or G = s1 or G = U) and ( S = w1 or S = U) else s0 after 100 ps when (nsub = '0' and (D = '0' or D = w0) and (G = '0' or G = w0 or G = s0)) else s1 after 100 ps when (nsub = '0' and (D = '1' or D = w1) and (G = '0' or G = w0 or G = s0)) else Z after 10 ns when ((D = s0 or D = s1) and (G = '0' or G = w0 or G = s0) and nSUB = '0' ) else Z after 100 ps when ( nsub = '0' and S = Z) else Z after 100 ps when (nsub = '0' and G = Z ) else U after 100 ps when nSUB /= '0' else Z; end BEH;

6. A „newbit” csomag alkalmazása digitális CNN chip tervezése során A Magyar Tudományos Akadémia Számítástechnikai és Automatizálási Kutató intézetének Roska Tamás akadémikus vezette analogikai kutató csoportja egy digitális CNN feldolgozást végzo processzor architektúrát definiált [3]. A processzort, illetve egy processzor-tömböt tartalmazó chip fejlesztése a közelmúltban indult meg. A tervezés során a CADENCE „IC and System Design Package” rendszerét használtuk. A tervezés egy DATA-FLOW stílusú, bit-vektor szintu VHDL leírás alapján, jellemzoen „bottom-up” módon zajlott, egy szubmikronos CMOS technológiára. A minimális szilícium-felületre való törekvés jegyében a grafikus layout szerkesztovel megrajzolt elrendezés újra és újra módosításra került. Azért, hogy ezt az állandó layout módosulást a sémaleírásokkal követni tudjuk, az LVS (LayoutVersus-Schematic ) programhoz elokészített struktúrális leírás primitívjei az n-mos és p-mos tranzisztorok voltak. Ez azt jelentette, hogy igen nagy és logikailag bonyolult cellákon tranzisztor-szintu szimulációt kellett végezni a tervezés ellenorzése céljából. A tranzisztor-szintu VHDL leírást maga a CADENCE generálta, de a szimulációt a VSYSTEM (Model Technology) rendszeren végeztük. Mivel a CASTLE-chip idozíto-vezérlo egysége dinamikus-kétfázisú M-S tárolókból, regisztertömbje pedig kvázistatikus-dinamikus tárolókból áll, azaz a átmeneti töltéstárolás meghatározó szerepet játszik ezek muködésében, az elozo pontokban leírt VHDL-csomag és a tranzisztor modellek alkották az alapját a makrocella modellezésnek.


Számos tervezési hibát, mint a séma és a layout közötti eltérést maga az LVS rendszer mutatott ki. Számos olyan hiba is akadt, amely egyaránt megjelent a sémán és a layouton is, de csak a fenti csomagon alapuló tranzisztor-szintu szimuláció mutatta ki azokat.

Referenciák [1.]

[2.]

[3.]

A. Stanculescu: Bi-directional Switches in VHDL using the 46 Value System, VHDL Simulation Synthesis and Formal Proofs of Hardware, Ed. Jean Mermet, Kluwer Academic Publishers K, Khordoc, M. Biotteau, E. Cerny: SwitchLevel Models in Multi-level VHDL Simulation, VHDL Simulation Synthesis and Formal Proofs of Hardware, Ed. Jean Mermet, Kluwer Academic Publishers P. Keresztes, Á. Zarándy, T. Roska, P. Szolgay, T. Bezák, T, Hidvégi, P. Jónás, A. Katona: An Emulated Digital CNN Implementation, Journal of VLSI Signal Processing Systems, Volume 23, Number 2/3, November/December 1999 pp 291-303. Kluwer Academic Publishers

(a 2. és 3. ábrákat lásd a kövtkezo oldalon)

21

IBUS1 1 2

IBUS2

n

1 2

ARL_0

} 0

1 2

0

1 2

IBUS3 n

1 2

n

BRL_0

TSRL_0

BRL_2

TSRL_2

ARL_1 n

M

ARL_2 n M

1 2 0

1 2

n

1 2

n

ARL_3 n M

{

OP1 OP2 OP3

OP7

template selection

2. ábra A CASTLE processzor regiszter-tömbje. A regiszterek többsége több forrásból beírható, kvázistatikus MASTER, és dinamikus SLAVE fokozatból álló tároló-elembol áll.

strobe1 D1 ph2

______ strobe1 strobe2

Q SLAVE

ph2 ___ ph2

D2 ______ strobe2

___ ph2

Q MASTER

3. ábra Egy két forrásból beírható kvázistatikus-dinamikus tároló-elem. Az átmeneti tárolás az átvivokapuk kimenetén, azaz ide kapcsolódó MOSFET vezérloelektródákon történik.

22


Az ágyazatátvezetéses vasúti hidak terhelése Összehasonlító tanulmány a hazai és európai hídszabványok eloírásai tükrében

dr. Köllo Gábor 1, Orbán Zsolt2 egyetemi tanár1 , V. éves egyetemi hallgató2 Kolozsvári Muszaki Egyetem

nénk elérni (ez a lépés a román vasutak minden fovonalára szükségszeru ha nem akarunk még jo bban vagy teljesen lemaradni az európai tendenciáktól) a kis és középfesztávú hidakat ágyazatátvezetéses szerkezetekként kell megépíteni (lásd a német a francia és a többi nyugat-európai eloírásokat a nagyobb sebességu vasúti pályákra). Az ágyazatátvezetéses szerkezetek elonyei ismertek. (lásd Muszaki Szemle I. Évfolyam, 3-4 szám 1998, 1221 oldal) Most csak a dinamikus hatás, valamint a kifáradás okozta igénybevételek csökkentésével foglalkoztunk.

Bevezeto Az utóbbi évtizedben az Európai Uniós Államokban elkezdodött egy egységes szabványrendszer kidolgozása az építéstudomány számára. Ezek a szabványok az EUROCODE elnevezést kapták. Az itt bemutatott tanulmányban röviden vázoljuk egymással összehasonlítva az EUROCODE 1 és a hazai szabványok STAS 3220-65, STAS 1911-98 vasúti hídszerkezetek terhelésére vonatkozó eloírásait, részletesebben tárgyalva az ágyazatátvezetéses vasúti hídszerkezetek függoleges vonatteher által okozott terheléseket. A román vasútvonalakra nem jellemzoek az ágazatátvezetésu szerkezetek még kis fesztávú hidak esetén sem. Inkább a klasszikus acéltartókat alkalmazták. Az is tudvalevo, hogy a dombvidéken és foleg hegyvidéki vasútvonalak esetében a hídszerkezetek száma jelentos. A fovonalak felújításakor, amikor jelentosebb sebességnövekedést szeret-

A függoleges vonatterhelések ismertetése A romániai fovonalak hídjait jelenleg két tehervonat, a P10 és a T8,5 jelzésu, egy-egy mozdonyból és ezt közrefogó kocsisorokból álló teherrendszerre kell méretezni. Az 1-es és 2-es ábrák ezt a két teherrendszert mutatják be.

P10

1.ábra T 8,5

2.ábra A megerosítheto hídszerkezeteket a T8,5 vonatteherre (ide foleg az acélszerkezetek tartoznak). Míg a megnem erosítheto hídszerkezeteket (ide tartoznak a vasbeton és feszített beton, az öszvér-, valamint a hídszerkezetek alépítményei) a P10 vonatteherre kell méretezni.


A P10 vonatteher mozdonyát 139 kN/m egyenletesen eloszló teherként lehet alkalmazni, a T8,5 vonatteher mozdonyát 125,7 kN/m-ként egyenlete. A 3,50 m fesztávolságú hídszerkezeteket egy koncentrált P=300 kN erore kell méretezni. A T8,5-ös teherrendszernek van egy alternatív rendszere a (L<8 m) 8 m-nél kisebb nyílású hidak esetére.

23

Az európai szabványok által javasolt teherrendszerek az ENV 1991- 3/1993 szerint az UIC71 és az UIC-SW, amelyeket a 4 és 5-ös ábra mutatja be.

3. ábra

végtelen hosszú

v égtelen hosszú az UIC 71-es teherrendszer

végtelen hosszú

végtelen hosszú az UIC 71-es egyszerüsitett teherrendszer

4. ábra

Terhelési osztály

q(kN/m)

a(m)

c(m)

SW/0

133

15,00

5,30

SW/2

150

25,00

7,00

5 ábra Az SW/0 terhelést a folytonos tartók (5-35 m-ig) méretezésénél alkalmazhatjuk. Ez a teherrendszer

24

nagyobb alakváltozásokat és feszültségeket hoz létre mint az UIC 71-es terhelés. Az SW/0 magába foglalja a nehéz teherkocsikat is 200 kN/tengely terhelésig. Az SW/2 terhelés alkalmazását a vasúttársaságok írhatják elo és magába foglalja a 225 kN/tengely terhelésu kocsikat. Az SW/0, SW/2 terhelést nem választhatjuk szét akkor amikor az igénybevételek meghatározását végezzük el. A hídfok és hídpillérek méretezésénél az UIC71 és az UIC-SW terheléseket használhatjuk. A dupla vágányú hídszerkezetek tervezésénél az UIC71-es terhelést használjuk mind a két vonalon. Az SW terhelés csak az egyik vonalra helyezheto. Az UIC71-es terhelési rendszer esetében, A pályalemezre jutó terhelést a kovetkezo módon lehet meghatározni.

Muszaki Szemle • 9 – 10

1 + F = 1 + F’+ 0.5F’’ ahol F’ = hídeffektus

26 kN/m2

Φ' =

K 1−K +K4

ahol K =

V 2 × n 0 × LΦ

F’’= pályaeffektus χL  χ LΦ  − Φ  α ε χn ⋅ L  −  Φ = ⋅ 56 ⋅ e χ 10 ρ + 50 ⋅  0 Φ − 1 ⋅ e χ 10 ρ 100 ε χ 80 ρ  2

42 kN/m2

2

''

ahol V – sebesség (m/s) n0 – a híd saját frekvenciája (Hz) LF – hatáshossz, kéttámaszú tartóknál a fesztáv (m)

26 kN/m2

6. ábra Az eddig bemutattakból látható, hogy a román szabványok terhelési rendszerei foleg a P10-es öszszehasonlíthatók az EUROCODE1 által javasolt vonatterhekkel sot a mozdony által létrehozott egyenletesen eloszló terhelés (139 kN/m) nagyobb, mint az UIC 71 mozdony által okozott egyenletesen megoszló teher (126 kN/m) és a T8,5-ös tehervonat (125,7 kN/m) megoszló terhelése is majdnem egyenlo az UIC 71-es megoszló terheléshez, de ez sokkal nagyobb hosszon hat. A P10-es 9m, a T8,5 pedig 10,5m hosszon. A kocsisor terhelése is nagyobb a román szabványok szerint mint az UIC 71es kocsisor terhelése. A hazai szabványok által eloírt terheléseknél csak az SW nehézterhelések nagyobbak. A vasúti jármuvek okozta terheléseket egy dinamikus tényezovel szorozzák, így kapjuk a méretezési terhelést. Pm = F*P F = dinamikus tényezo Az EUROCODE 1 differenciálva veszi számításba a dinamikus tényezot F 2= dinamikus tényezo egy megfeleloen jól karbantartott pálya esetében; F 3= dinamikus tényezo egy normál módon karbantartott pálya esetén F 1= 1,67 ha 0 = LF = 3,61m 1.44 ha 3.61= LF = 65m Φ2 = + 0.82 L Φ − 0. 2

F 2= 1.0 Φ3 =

2.16 LΦ − 0 .2

ha LF = 65m + 0 .73

Azokon a hídszerkezeteken, ahol a töltés nagysága (magassága) nagyobb mint 1m, a dinamikus tényezo csökkentheto. Az üzemben lévo vonatok számára a kifáradási ellenorzo számításoknál a dinamikus tényezo


υ   υ

az n0 maximális értéke n0 = 94.76 ⋅ L−0.748

Egy kéttámaszú tartó esetén n = 5.6 0

δ0

d0 (cm) n0 (Hz) d0 – az állandó terhelés okozta lehajlás A hazai szabványok (STAS 1989) a dinamikus tényezot csupán a hídnyílás függvényében adják meg: − Amikor a vasúti felépítményt közvetlenül erosítjük a híd felépítményéhez. 17 Ψ1 = 1.10 + λ 1.20 35 + L − Ágyazatátvezetéses hídszerkezet esetén 15 Ψ 2 = 1 .05 + λ 1 .15 40 + L Az ágyazatátvezetéses szerkezeteknél figyele mbe veszik azt a tényt, hogy hézagnélküli vágányól van szó vagy nem. A hazai szabványaink nem veszik számításba úgy mint az EUROCODE 1, hogy a kifáradási ellenorzo számításoknál figyelembe kéne venni a hídon átmeno vonatok sebességet, valamint a híd saját frekvenciáját.

25

Összehasonlító táblázat a dinamikus tényezok értékeivel LΦ (m)

Φ2

Φ3

ψ1

ψ2

LΦ (m)

Φ2

Φ3

ψ1

ψ2

3.61

1.67

2.00

1.54

1.62

18

1.18

1.26

1.42

1.48

4

1.62

1.93

1.54

1.62

19

1.17

1.25

1.41

1.47

5

1.53

1.79

1.53

1.61

20

1.16

1.24

1.41

1.47

6

1.46

1.69

1.51

1.59

22

1.14

1.21

1.40

1.45

7

1.41

1.61

1.50

1.58

24

1.13

1.19

1.39

1.44

8

1.37

1.55

1.50

1.57

26

1.11

1.17

1.38

1.43

9

1.33

1.50

1.49

1.56

28

1.10

1.15

1.37

1.42

10

1.31

1.46

1.48

1.55

30

1.09

1.14

1.36

1.41

11

1.28

1.42

1.47

1.54

35

1.07

1.11

1.34

1.38

12

1.26

1.39

1.46

1.53

40

1.06

1.08

1.33

1.36

13

1.24

1.36

1.45

1.52

45

1.04

1.06

1.31

1.34

14

1.23

1.34

1.45

1.51

50

1.03

1.04

1.30

1.33

15

1.21

1.32

1.44

1.50

55

1.02

1.03

1.29

1.31

16

1.20

1.30

1.43

1.50

60

1.01

1.02

1.28

1.30

17

1.19

1.28

1.43

1.49

65

1.00

1.00

1.27

1.29

A táblázatból látható, hogy a román szabványok által javasolt dinamikus tényezo majdnem mindig nagyobb mint az Eurocode által javasolt szám, kivételt képeznek a nagyon kicsi nyílású hidak. Az újdonság, amit az EUROCODE 1 hoz a terhelo erok keresztmetszeti elrendezodésében van. Ezt a 1911/98 román szabvány is egy az egyben átveszi (7. ábra). Qv1+ v2 Qv1

Qv2

kus, így közelebb kerül az elméleti terhelés a valós terheléshez, mert a sínfej belso oldala és a nyomkarika között létezik egy játék (1435-1410), ami lehetové teszi a sínek egyenlotlen terhelését, továbbá figyelembe veszi, hogy a kocsik rakománya nem mindig tökéletesen szimmetrikus.

A terhelés eloszlása az ágyazaton keresztül A függoleges terhelés eloszlását a keresztaljtól a hídfelépítményig az ágyazaton keresztül a 8. ábrán szemlélhetjük (a híd hossztengelyével párhuzamosan). Az EUROCODE 1 szerint, amit az 1998 román szabvány (1911/98) is átvett a terhelés tga = 4:1 síkok mentén kerül a hídlemezre. keresztalj terhelése

7. ábra Qv1 , Qv2 – kerékterhelés Qv1 +Qv2 – tengelyterhelés Q v1 S Λ 1.25 ; e Λ Qv 2 18 Az itt bemutatott ábrán az újdonság azt jelenti, hogy a hídszerkezet terhelése mindig aszimmetri-

26

8. ábra


b = ba + 2 ×

h – az aljalati ágyazatvastagság ba – keresztalj szélessége

h h = ba + = 27.8 + 15 = 42.8cm 2 2

A 9. ábra a terhelés hosszanti elrendezését mutatja be.

9. ábra I. II. a = 60cm a = 55 cm b = 42,8 cm b = 42,8 cm d = a–b = 60–42,8 = 17,2 cm d = a – b = 12,2 cm A terhelés keresztmetszeti eloszlását a 10.ábra szemlélteti

bt = la +

h 2

például: bt = 260 + 30 = 275 cm 2 A kétblokkos betonalj esetén a keresztmetszeti eloszlást a 11. ábra szemlélteti Qh

Qr

Qr

Qh

Qv

10. ábra

Qv

11. ábra Az ívekben létrejövo keresztmetszeti eloszlást a 12. ábrán mutatjuk be.


27

Qr

Qh

Qv

Qv Qv/4

Qv/4 Qv/2

13. ábra

A P10-es mozdony a 14. ábrán látható terhelést okozza (maximális terhelés).

12. ábra A pályalemezre jutó terhelések függnek attól, hogy a sín kerékterhelése hány keresztaljra oszlik el. Az EUROCODE 1 a következo eloszlást javasolja:

Qv Q v/4

Q v/2

Q v/4

Qv/2

Qv Qv /4 Qv /4

Q v/2

Qv /2

Q v/2

Qv Qv/4 Qv /4

Q v/2

Qv /2

Q v/2

Qv Qv/4 Qv /4

Q v/2

Qv/2

Q v/2

Qv Q v/4 Qv/4

Qv /2

Qv/2

Qv /2

Q v/4

Qv/4

14. ábra

Befejezésül szeretnénk az aljak alsó lapján fellépo talpnyomás (p) változását, az innercianyomatéka (I) és az aljtávolság függvényében (a) (Eisenmann diagramja) bemutatni (C ágyazási tényezo).

15. ábra

28


A talpnyomás elméleti képlete: G ahol G – kerékterhelés p max = 2 ⋅ b0 ⋅ L b0 =

l b ⋅α ⋅ a a 2

a – 0,86 feszített betona l-

jak esetében 4 ⋅ (Es ⋅ I s ⋅ a + 0.5 ⋅ α ⋅ l a ⋅ Ea ⋅ I a ) 0.5 ⋅α ⋅ C ⋅ l a ⋅ b la – alj hossza b – alj szélessége E- rugalmassági tényezo (sín s, alj a) I – inercianyomaték (sín s, alj a) L=4

A keresztalj 0.5 ⋅α ⋅ l a hosszán a talpnyomás p

p ⋅α ⋅ 0 .5 ⋅ l a ⋅ b = a ⋅ b0 ⋅ p max Τ p =


a ⋅ b0 ⋅ p max 0.5 ⋅α ⋅ l a ⋅ b

behelyettesítve b0 -ot következik p = p max Tehát az alj talpnyomását a p max =

G 2 ⋅ b0 ⋅ L

összefüggéssel határozhatjuk meg. Befejezésül meg kell említeni, hogy az 1911 szabvány 1998-ban bekövetkezett módosítása ni dokolt, mert igaz, hogy a hídszerkezetek terhelése az igénybevételek szempontjából elonyösebb (nagyobb igénybevételekkel számolunk). Az 1998elotti szabványok esetében a terhelés nagyobb területen került a hídlemezre mivel tga=1:1. Jó volna egyes hídszerkezetek vizsgálásánál nálunk is használni egy speciális nagyterhelésu tehervonatot, hasonlókat mint a SW terhelések. A hazai szabvány által használt terhelési rendszerek P10 és T8,5 megtartása egyelore indokolt.

29

A Bodajk–Balinka állomásközben bekövetkezett rézsukárosodás helyreállítása eloregyártott vasbetonelemekbol kialakított szivárgó földtámrendszerrel Molnár László 1, Dr. ing. Mihalik András 2 Csúcs Ipari és Szolgáltató Kft. Budapest1 , Okleveles mérnök, a muszaki tudomány doktora, egyetemi tanár, Nagyvárad 2

„Az elméletre egy cédulát kéne függeszteni: figyelemmel, óvatossággal használandó! Nem több, mint egy csepp egy liter tapasztalathoz.” K. Terzaghi A szerzoknek e közleménye a kolozsvári vasútigazgatóság területén 1958. óta alkalmazott támasztó szerkezetek tanulmányozásának a hasznosítását írja le. Több alkalommal MÁV-szakemberek és a kivitelezo Csúcs Ipari és Szolgáltató Kft. a helyszínen, a Nagyvárad–Vaskóh vasútvonalon, Nagyváradon, a Fekete- és Sebes-Körösökön elemezték az eloregyártott vasbeton elemekbol kivitelezett építményeket a mélyépítés, vízépítés és közlekedési gyakorlatban. Több mint negyven év pozitív eredményei, az építmények természetbarát viselkedése – különösen kohéziós talajokban – vezettek el oda elozetes tanulmányozás után, hogy a Bodajk– Balinka állomásközben bekövetkezett rézsukárosodás helyreállítására egy MIHAND rendszeru szivárgó alapozású és felépítményu, szivárgó és támbordákból kialakított szerkezetet kivitelezzenek 2000 augusztus végén.A bevezetésben röviden bemutatásra kerülnek a 40 év folyamán észlelt károsodások tipikus formái, valamint ezeknek a helyreállítása a már említett földtám rendszerrel.

1. Bevezetés Minden mérnöki létesítmény – esetünkben támasztó szivárgó szerkezetek – összefügg a környezo tájjal, annak részévé válik, kitéve a légköri behatások, a felszíni és felszín alatti vizek, a felszíni mozgások stb. hatásainak. Ha nem ismerjük fel helyesen azokat az eleven természeti eroket, amelyek a táj képét formálják, ha a tervezés és az építés során nem vesszük ezeket figyelembe, akkor a mérnöki építmény rombolólag hat, gazdasági, esztétikai szempontból károkat okoz. Ezek a jelenségek azután a muszaki létesítményre is visszahatnak, azt tönkretehetik, vagy annak fenntartása, karbantartása csak nagy költségekkel válik lehetségessé. A táj, amelybe a mérnöki alkotás mint „idegen test” belekerül, növényvilágával együtt szerves egység, mely állandóan változik és átalakul, csak a szerves folyamatokkal együtt értheto meg teljesen. Egyes jelenségek kiszakított szemlélete teljesen hamis következtetésekre vezet. Ezért helytelen a természetben végzett mérnöki muködés során csak tisztán muszaki szempontokat venni figyele mbe. A földmuveket alkotó muszaki emberek tehát a táj összhangjának és szépségének megorzéséért is felelosek. Feltétlenül tekintetbe kell vennünk az éghajlat, a talajösszetétel, a vízháztartás, a tájolás szempontjait. Ezek mind kapcsolatban vannak a mérnökgeológiai feladatok megoldásával is, mely nek ismerete nélkül nehezen képzelhetok el napjainkban az építmények kivitelezésének a problémái.

30

Több mint negyven év kutatásaira és tapasztalataira támaszkodva a bemutatott építmény a talaj, a növényzet és a vízháztartás szoros kapcsolatát csak gyengén befolyásolja, ezáltal eltunik az „idegen test” káros hatása, csökken a természet káros viszszahatása a muszaki létesítményre, amely a karbantartás szempontjából az építmények biztonságos viselkedésénél nem elhanyagolható körülmény.

1.ábra Szivárgó alapozású és felépítményu támasztó szerkezet eloregyártott vasbeton elemekbol A támasztó szerkezetek eloregyártott vasbeton elemekbol vannak összeszerelve, amelyek az építmények szilárdsági vázát képezik. A szilárdsági struktúra által határolt területet terméskovel gondosan ki kelltölteni. Ezáltal például egy támfal szivárgó rendszerré alakul át, ami biztosítja a levego ál-


landó mozgását a megtámasztott föld felülete és a környezo levego között, valamint nem emel akadályt a talajvíz normális, természetes áramlása elé, mint a monolitikus támfalak esetében.

4.ábra A rézsu csúszó földtömegének a nyelve 2.ábra Az alépítmény károsodása klasszikus mélyszivárgók környezetében, kohéziós talajban Mivel lényegében ugyanazok a jelenségek szabadon lejátszódhatnak az építkezés után is mint a természetes környezetben, nyilvánvaló, hogy a mérnöki beavatkozás nem hat rombolólag. Ugyanakkor a természet eroi sem találnak ellenállásra – nincs mit legyozniük –, ezáltal megkímélik az építményt. Különösen fontos ezeknek a szivárgószellozteto, eloregyártott vasbeton elemekbol készült támszerkezeteknek a jelentosége kohéziós, agyagos talajokban, ahol a statisztikai adatok alapján az építmények károsodása maximális (2., 3., 4., 5., 6., 7. ábra). Mivel az agyagos talajokból a víz nem távozik a szokásos gravitációs törvények szerint, csupán szelloztetéssel, megváltozik a mélyszivárgókról alkotott eddigi elképzelés, ugyanis nemcsak a vizet, hanem a rugalmasan elhelyezkedo párát is szükséges ezekbol a tala jnemekbol szelloztetéssel az árok határfelületén lecsapódásra késztetni és utána a szivárgó rendszeren át elvezetni.

3.ábra Rézsukárosodás


5. ábra Öv árok károsodása

6. ábra Kavicszsák okozta károsodás Megjelenik a termo-ozmózis fogalma, és az ilyen rendszeru szivárgók alkalmazása emeli a vízeltávolítás hatásfokát, hozzájárulva ezzel az alépítmények általános stabilitásához. A vasutak esetében a mélyszivárgók általában a károsodások kezdeti fázisában, de az esetek többségében a károsodás után kerülnek kivitelezésre. Ezek az építmények nagyon költségesek mindamellett, hogy a kivitelezések után a karbantartásával nemigen foglalkoznak, ugyanis a karbantartás lényegében a kotömeg eliszaposodási fokát kéne ellenorizze, amely bonyolult probléma, szinte egy új szivárgó létesítésével ér fel.

31

7. ábra Mélyszivárgó folyókájának a károsodása. A törésnél összegyult víz sietette a csúszás foly amatát.

10. ábra Egy károsodásnak idult töltés rézsüjének a megerosítése a talppont magasságában. Ebben az esetben a támfal alapozás nélkül a természetes talajra kerül, gravitációs padkaként.

11. ábra 8. ábra Az alépítmény károsodása kohéziós talajban kla szszikus mélyszivárgók között. Bonyolódik a helyzet akkor, amikor a mélyszivárgót agyagos talajban kivitelezik. A mai napig sokan még a szakemberek közül sem értik meg, hogy az agyag gravitácionálisan nem adja le a vizet, s ha nincs szerves, állandó kapcsolat a környezo levegovel, tehát ha nincs állandó légmozgás a megtámasztott agyag felületén, a szivárgónak a hatékonysága nagyon alacsony nívón mozog. Ebben az esetben elobb-utóbb bekövetkezik a károsodás (8. ábra).

9. ábra Az elso kísérleti szakasz kohéziós talajban. 1959. Nagyvárad–Vaskoh vasútvonal

32

11–12. ábra Modellkísérlet természetes nagyságban “in situ”. Egy lassan deformálódó részu hosszának a feléig megépült szivárgó rendszeru támszerkezet viselk edését figyeltük meg hónapokon keresztül. A tavaszi esok hatására a rézsu intenzíven csúszásznak idult. Ott ahol a támfal megépült, a rézsu stabil maradt, ott, ahol nem volt támfal, a földtömeg a pályára csúszott. A talajtömegek aktív nyomásának meghatározásában a nyírószilárdság kérdése jelentos szerepet játszik, márpedig agyagok nyírószilárdságának pontos meghatározása a talajmechanikának a nem teljesen megoldott kérdései közé tartozik. Az aktív nyomás eloidézéséhez szükséges alakváltozás nagysága kötött talajok esetén nem egyértelmuen meghatározható mennyiség: nincs módunkban ösz-


szefüggést megállapítani a kohéziós talaj elmozdulása és oldalmozgása között úgy, mint a szemcsés kohézió nélküli talajok esetében. Ha egy kohéziós földtömegben már kialakult csúszólapon a nyírófeszültség állandó marad, akkor számíthatunk arra, hogy a földnyomás értéke is állandó lesz. Ha viszont a talajtömegben fellépo nyírófeszültségek túllépik a talaj fundamentális nyírószilárságát, akkor állandó nyírófeszültségre csak abban az esetben számíthatunk, ha állandó, lassú, folyamatos ala kváltozás következik be a támfallal megtámasztott földtömeg esetében, tehát a fal állandó, lassú, kifelé való mozgást végez.

16. ábra Egy szivárgó alapozás terméskovel való feltöltés elott

13. ábra A fal vége súrlódás hatására deformálódik, az elemek vízszintes irányban csúsztak.

17. ábra Mélyszívárgó-keresztmetszet építés közben (14m mélységben)

14. ábra A fal végleges hossza a vágány tengelyében

18. ábra A csuklósan kialakított struktúra 15. ábra Szárító bordákkal épülo támszerkezet kohéziós talajban Kohéziós talajt megtámasztó falakat tehát csakis akkor ajánlatos aktív földnyomás nagyságára méretezni, ha a fal lassú, folyamatos alakváltozása káros következmények nélkül beállhat, vagy pedig a fal nem olyan merev, illetve az építmény egyéb részével együttesen nem alkot olyan merev szerkezetet, hogy a kisebb aktív nyomás fenntartásához szükséges alakváltozás fellépte nem biztosítható.


19. ábra Szivárgó szárító támbordák

33

20. ábra Szivárgó alapozású és felépítményu támszerkezet (MIHAND) városi környezetben, Nagyváradon – 1968-ban Amikor figyelmünket az agyagos talajokban kivitelezett, a magas százalékban károsodott struktúrák felé irányítottuk, meggyozodhettünk arról, hogy a megtámasztás hatékonysága csak egy rugalmas, de szilárd vázú szivárgó építménnyel lehetséges. Erre a legalkalmasabb hatékony struktúra csak eloregyártott vasbeton elemek segítségével lehetséges, ahol az elmozdulások nem veszélyeztetik az építmény általános stabilitását, s nedvességcsökkento, szellozteto hatásukkal a földtömeg állékonyságát növelik. A gyakorlat azt igazolja, hogy nem tévedtünk, habár kutatásaink veszélyes körülmények között, néha a kiábrándulás határát is érintették. Az alépítmény állékonysága különbözo keresztmetszetekben, sajátos hidrogeológiai környezetben általában a vízelvezetés felszíni és felszín alatti függvénye. Ha ez a feltétel nem biztosított, a földtömeg deformálódik és bekövetkezhet a csúszás jelensége. Az eddig említett sajátosságok figyelembevételével alkalmazták Erdélyben a Román Államvasutaknál (CFR) eloször 1958-ban az ilyen típusú támfalrendszereket, támasztó szerkezeteket (MIHAND) (9., 10., 11., 12., 13., 14., 15., 16., 17., 18., 19., 20. és 21. ábrák).

21. ábra A két típusú eloregyártott vasbeton elem (1-EA, 2EL): alkotói a szilárd struktúrának és a rugalmas kivitelezett építményeknek

34

A megépült támfal végén a földtömeg és az eloregyártott vasbeton elemek közötti súrlódás hatására egy „csavarásnak” tekintheto jelenség lépett fel, és az utolsó négy sor magasságában az elemek vízszintes irányban megcsúsztak, de nem károsodtak. A szivárgó támszerkezet tehát nem egy sarokpont körül deformálódik, veszti el stabilitását, hanem a vasalt földhöz hasonlóan vízszintes csúszás lép fel. Az így végrehajtott modellkísérlet is aláhúzta ennek a szivárgó támrendszernek a rugalmasságát. A károsodás helyreállítása a megépült kísérleti támszerkezet hosszának a megduplázását vonta maga után. A bemutatott károsodások helyreállításánál aláhúzható a gyors és egyszeru kivitelezés a forgalom lezárása nélkül. Eltunik a kivitelezés szezonjellege, a fal a kivitelezés befejeztével azonnal átveheti a nyomóterhelést, ellentétben a klasszikus, monolit ikus építményekkel. Abban az esetben, ha egy ilyen támszerkezet elvesztené stabilitását, a vasbeton elemek visszanyerhetok, s a csúszott földtömeg eltávolítása után megépítheto az új támszerkezet. Esztétikailag szervesen illeszkedik a környezethez, amely urbanisztikai kivitelezésben különösen szembeötlo!

2. A Bodajk–Balinka 35/36 szelvény rézsucsúszás talajmechanikai elemzése, az építmény méretezése A vonal az 1950-es években épült a helyi közforgalom és teherszállítás lebonyolítására. Idoközben a személyforgalom átterelodött a közútra, a vasúti forgalom jelentos része a szénbányászat kiszolgálására irányult. A vonal építése során a bevágás fejtése közben több helyütt tört fel forrásszeru, fakadó víz, ezért a kivitelezés elosegítésére, valamint a majdani forgalom biztosítására megszakító talpszivárgó létesült, valamint a 35/42 szelvények közötti szakaszon a bevágás jobb oldalán övárok készült. Körülbelül 10 évvel ezelott a 35/36 szelvényben, de a bal oldalon már történt egy rézsucsúszás, amelynek okáról és a helyreállítás mikéntjérol nincs adat. Az elkészült bevágási felületen több szelvényben vált szükségessé szárítóborda készítése, mivel eros nedvesedésnyomokat észleltek. Ezek nem mindegyike muködik, mivel az eltelt ido alatt a bordatest betömodött. Ilyen szárítóborda készült a 35/90 szelvényben is, a szárító hatása jól érzékelhetoen csak korlátos. A rézsufelületre szivárgó víz nem a bordatestbe jut, hanem gravitációs úton, valamint párolgás útján távozik.


2.1. Talajfeltárás, altalaj és talajvízviszonyok Az elmozdulás okainak kiderítésére 4. db kis átméroju, 1 db. nagy átméroju feltáró fúrást mély ítettek le, továbbá a tagolt terep miatt szeizmikus geofizikai szondázást és geoelektromos méréseket végeztek. A kis átméroju fúrások összes hossza 26 m, míg a nagy átméroju 12 m mélyre hatolt le. A kis átméroju fúrásokból azonosító vizsgálatra 18 db. zavart állapotú, míg a nagy átméroju fúrásokból 3 db. zavartalan és 10 db. zavart állapotú minta került laboratóriumba, beszá llításra. Az elmozdult rézsufelületen elkészített fúrások világosbarna homok, világosbarna iszapos homok és szürke agyag rétegeket harántoltak. Az elmozdult talajrétegekrol indított fúrásokkal feltárt agyagréteg mintegy 10 százalékos eséssel lejt a vasúti pálya bal oldala felé, amely megegyezik a csúszás helyén lévo terepalakulat hajlásszögével. Az agyagréteg fölötti talajok száraz állapotúak, míg a kb. 10 cm-nyire lévok erosen nedvesek, telítettek. A szeizmikus mérések alapján a fúrással közel azonos mélységben érezheto az agyaghatár, amelynek a felülete igen változékony. A csúszás környezetében jelentos szintmélyülés tapasztalható. Ezek alapján az agyagrétegnek nemcsak pályatengelyre meroleges, hanem jelentos mértéku pályatengely irányú dolése is van. Az ellenállásmérések alapján sem a felszínen, sem a rézsuoldalon vezetett mérési vonalon kiugróan nagyobb nedvességtartalomra utaló zónát nem lehet kimutatni. Az elvégzett szilárdsági vizsgálatok alapján a szakadólap felso tartományában lévo talaj jellemzoi Ru = 28,8°; Cu= 47,6 KN/m2 , a csúszólap alsó tartományában lévo talaj jellemzoi pedig Ru = 20,61°; Cu = 56,88 KN/m2 .

2.2. A rézsuállékonyság vizsgálata, a szivárgó rendszeru támasztó szerkezet méretezése A rézsucsúszás káros következményeinek mielobbi elhárítása érdekében a talajmechanikai feltárással egyidejuleg készült el a rézsuállékonyság ellenorzése, valamint egy ideiglenes megtámasztás tervezése. Az állékonyság-vizsgálat a Budapesti Muszaki Egyetem Geotechnikai Tanszékén muködo PLAXIS végelemes program segítségével készült el. A felvett szilárdsági paraméterekkel a rézsucsúszás elotti állapot biztonsági tényezoje n = 1,22, a csúszás megtörténtekor az esozések hatására a talaj telített állapotba került és a talajvíz a bevágás felé áramlott. E modellben a biztonsági állapot n = 0,96.


A csúszás nyomán kialakult, deformálódott rézsufelületre a biztonsági tényezo n = 1,21, amenynyiben a rézsu száraz állapotban tartható. Ha a vízutánpótlás nem zárható ki, a biztonsági tényezo n = 0,93. Ez azt jelenti, hogy a rézsufelület állapota nem stabilizálódik, hanem másodlagos csúszásokkal további szakadó szakaszok mobilizálódnak. A végleges helyreállításig megfogalmazódott egy közbenso ideiglenes megtámasztás kialakítása vízépítési terméskobol gravitációs padka formájában (1,0 x 2,0 x 50 m), amely a kivitelezés után nem váltotta be a hozzá fuzött reményeket. A számítás során a talaj modellezésére rugalmas-képlékeny, a szivárgótámasztó szerkezet modellezésére rugalmas anyagmodellt használtak. A PLAXIS véges elemes program néhány eredményét a 22., 23., 24., 25., 26., 27 és a 28-as ábrák szemléltetik.

22. ábra A rézsucsúszás elotti állapot modellje

23. ábra A talajvízáramlás eso után

24. ábra Rézsumozgások a tönkremenetelkor

35

25. ábra A rézsufelület stabilitásvizsgálata a csúszás utáni állapotban

Az állékonyság biztonsági értéke n = 1,611. Ez a globális biztonság vonatkozik a statikailag lehetséges tönkremeneteli módokra, tehát a rézsuállékonyságra, a kiborulásra és az elcsúszásra is, tehát bármely „részbiztonság” ennél nagyobb vagy egyenlo. Tehát a rézsu legalább n = 1,6 globális biztonsággal, ezen belül a szivárgó támszerkezet (50 m x 3,0 x 2.1,26) elcsúszásával szemben n = 2,6 biztonsággal rendelkezik. A támszerkezet megépítése után történo rézsuhelyreállításból származó mozgások a visszatöltés hatására a vágány feloli területen max. 16,3 mm-ig terjedhetnek.

3. A földtámrendszer kivitelezésének a szemléltetése, különbözo munkafázisokban

26. ábra A megtámasztás keresztmetszeti elrendezése

27. ábra A helyreállított rézsu vizsgálatának végeselem hálózata

28. ábra A visszatöltés hatására keletkezo mozgások

36

A rézsuállékonyság vizsgálatánál megállapított geometriai méretekkel építették meg a támasztószerkezetet két szélso szárítóbordával és egy központi támasztó bordával, amely a szelloztetés növelésének az elosegítésére a rézsufelület fölé emelkedik, ennek a teljes 7 méteres hosszán. A támszerkezet két végén, a szárítóbordákig leterhelo konzollal növeltük a befogás biztonságát.

29. ábra A lassan mozgó földtömeg a pályára csúszik

30. ábra Elkezdodött az alapgödör kialakítása


31. ábra A rétegvíz „befogásának”elokészítése a támszerkezet baloldali részén

34. ábra A szárítóborda csatlakozása a támasztószerkezethez, szerelés közben

32. ábra Az eloregyártott vasbeton elemek szerelése az alapozásnál

35. ábra A szárítóborda terméskovel történo kitöltése a föld felületéig

33. ábra A termésko elhelyezése a föld felületéig és az elemek között

36. ábra A támszerkezet a rézsukárosodás hosszában, szerelés közben


37

37. ábra Az építkezés alatt a vasútforgalom nem szorul korlátozásra

Jelen tanulmányból is kitunik, hogy olyan támasztó szerkezetet terveztek és kiviteleztek, amelyek konkrétan megoldották azokat az elméleti problémákat, amelyeket a kohéziós talajok viselkedése a megfelelo esetekben a vasút alépítményénél felvetett. Az eloregyártott vasbeton elemekbol kivitelezett szerkezetek a tervezés és különösen az építés fázisában szigorú elemzésnek voltak alávetve üzembiztonsági szempontból az illeto vasúti muszaki szerveknél. A kísérleti szakaszok engedélyezése, az elért eredmények vizsgálata után hosszú ido telt el, míg a minisztérium vasúti muszaki foigazgatósága, a kutató és tervezo intézetek ajánlása alapján bevezette a CFR minden pályamesteri szakaszán. A kutatások kimutatták ezeknek a rendszereknek a hatékonyságát kohéziós talajokban, a földfelületek állandó szellozése következtében. Ennek a jelenségnek a hatására növekedtek a belso ellenállás paraméterei, a földtömeg statikai biztonsága.

Szakirodalom [1.] [2.] 38. ábra A támszerkezet végleges magassága és kialakítása Megemlítendo, hogy a Bodajk-Balinka támzerkezet (50 x 3,0 m x 3,60 m) kivitelezése 5 napot vett igénybe 10 órás napi munkaidovel, 12 napszámos részvételével, egy muszaki felügyelo állandó biztosításával.

[3.]

[4.]

4. Befejezés, következtetések A földmuvek építése egyike a legrégibb emberi tevékenységeknek. Alig van muszaki alkotás, amely a természettel oly szoros kapcsolatban lenne, mint a földmuvek. A fejlodés, technológia és méretezési módszer mindig sokat köszönhetett az építmények viselkedésének megfigyelésébol fakadó ismereteknek. Így lesz ez a Bodajk–Balinka állomásközben bekövetkezett rézsukárásodás helyreállításának a támszerkezeténél is, amely a MÁV-nál az elso ilyen kivitelezett földtámasztó rendszer.

38

[5.]

[6.] [7.]

Terzaghi K.: Teoria mehaniki gruntov, Moszkva 1961 Mihalik A.: Ziduri de sprijin din rame de elemente prefabricate din beton armat. Revista Cailor Ferate nr. 3, Bucuresti 1969 Mihalik A.: Tiefensänen aus vorgefertigten Eisenbetonbestandteilen. Vofertigung ingeniurbau symposium. Budapest 11–14 September 1973 Mihalik A.: Comportarea in situ a constructiilor de sprijiniri din elemente prefabricate de beton armat la consolidarea terasamentelor de cale ferata. Buletinul Stiintific nr. 1–2. Institutul de Constructii Bucuresti 1977. Mihalik A.: Podpornie sztenki iz zbornih zselezobetonnih ram. Danube European Conference on Soil Mechanics and Foundazion Engineering, Varna 1980 Mihalik A.: Podpornie sztenki szpecialnik konsztrukcij na drenirujuscsik osznovanijak. 10 Kongresz Osznovanyij. Brno 1982 Mihalik A.: The causes and rezults of failure in railway embankments. Danube – European Conference on Soile Mechanics and Foundation Engineeering. Budapest october 2–5 1990.


Cuprins dr. Horváth Ferenc Începuturile constructiilor de cale ferata în Transilvania .................................................................. 3

dr. Kazinczy László PhD Tendintele dezvoltarii circulatiei în marile metropole europene ..................................................... 10

Keresztes Péter Simularea în VHDL, cu elemente de comutatie MOSFET ............................................................. 17

dr. Köllo Gábor, Orbán Zsolt Încarcarile podurilor cu cuva de balast............................................................................................ 23

Molnár László, dr. ing. Mihalik András Refacerea degradarilor taluzului între statiile Bodajk-Balinka cu ziduri de sprijin din elemente de beton armat............................................................................. 30

Gobesz Ferdinánd (1929 – 2000)

Újból emlékeznünk kell. Ezúttal egy olyan emberre, aki egész életét a muszaki, s ezen belül az építéstudománynak szentelte. Nagy veszteség Gobesz Ferdinánd professzor távozása a romániai magyar közösségnek is, hiszen egyre gyérül azoknak a sora, akik úgy élték le életüket, hogy mindvégig az egyetemi katedrán álltak, munkájukkal, tevékenységükkel mércét állítva és hozzájárulva az egyetemi hallgatók szakmai valamint emberi fejlodéséhez. 1952-ben a Temesvári Muszaki Egyetem építomérnöki karán szerzett diplomát, majd 1953-tól haláláig a temesvári, majd a Kolozsvári Muszaki Egyetemén tanít. Szélesköru oktatói, kutatói, tervezoi és kivitelezoi tevékenység jellemzi életútját. Igazi tanár, munkatárs, barát volt. Mindenkor lépést tartott a tudományok, a világ fejlodésével, az új iránti érdeklodés jellemezte életpályáját. Nem adatott meg számára, hogy átlépje a 3. évezred küszöbét, de hisszük, hogy tevékenysége írásaiban, szakkönyvtárában – amely felesége nagylelku adománya következtében immár társaságunk könyvtárát gazdagítja – és nem utolsó sorban a hozzá közel és távolabb álló tanítványok munkájában sokáig tükrözodni fog, évek, évtizedek múltán, ha nem is kézzelfoghatóan, de hatni fog.


39

MUSZAKI SZEMLE Tartalomjegyzék dr. Horváth Ferenc Az erdélyi vasútépítések elozményei...3

Recommend Documents